Введение
Низин — полициклический антибактериальный пептид, продуцируемый бактерией Lactococcus lactis, который используется в качестве пищевого консерванта. Он состоит из 34 аминокислотных остатков, включая необычные аминокислоты лантионин (Lan), метиллантионин (MeLan), дидегидроаланин (Dha) и дидегидроаминобутировую кислоту (Dhb). Эти необычные аминокислоты образуются в результате посттрансляционной модификации предшествующего пептида. В ходе этих реакций 57-мерный пептид, синтезированный рибосомами, превращается в конечный пептид. Ненасыщенные аминокислоты происходят из серина и треонина, а ферментативно катализируемое присоединение цистеиновых остатков к дидегидроаминокислотам приводит к образованию множественных (5) тиоэфирных связей. Субтилин и эпидермин структурно связаны с низином. Все они относятся к классу молекул, известных как лантибиотики. В пищевой промышленности низин получают путем культивирования L. lactis на природных субстратах, таких как декстроза, и он не синтезируется химическим путем. Он был впервые выделен в конце 1930-х годов и с 1950-х годов производился как Нисаплин из природных источников компаниями Aplin и Barrett в лабораториях в Биминстере, Дорсет (в настоящее время принадлежит International Flavors & Fragrances), и был одобрен в качестве пищевой добавки в США в конце 1960-х годов.
Свойства
В то время как большинство бактериоцинов обычно ингибируют лишь близкородственные виды, низин – редкий пример бактериоцина "широкого спектра" действия, эффективного против многих грамположительных организмов, включая молочнокислые бактерии (обычно ассоциирующиеся с предотвращением порчи продуктов питания), Listeria monocytogenes (известный патоген), Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Clostridium botulinum и другие. Он также особенно эффективен против спор. Грам-отрицательные бактерии защищены внешней мембраной, но могут стать чувствительными к действию низина после теплового шока или в сочетании с хелатором ЭДТА. При совместном использовании с ЭДТА низин способен подавлять рост E. coli O157:H7 и Salmonella enterica.
Производство продуктов питания
Низин используется при производстве плавленого сыра, мясных продуктов, напитков и других продуктов для увеличения срока годности за счет подавления грамположительных бактерий, вызывающих порчу и являющихся патогенными. В пищевой промышленности низин обычно применяют в концентрациях от ~1 до 25 ppm, в зависимости от вида продукта и разрешений регулирующих органов. Как пищевая добавка, низин имеет номер E234.
Другое
Благодаря своему естественному селективному спектру действия, низин также применяется в качестве селективного агента в микробиологических средах для выделения грамотрицательных бактерий, дрожжей и плесневых грибов. Низин также используется в приложениях для упаковки пищевых продуктов и может служить консервантом благодаря контролируемому высвобождению на поверхность продукта из полимерной упаковки. В сочетании с миконазолом он изучался в качестве потенциального средства лечения инфекций, вызванных Clostridium difficile.