نيسين

النيسين هو ببتيد مضاد للبكتيريا متعدد الحلقات تنتجه بكتيريا لاكتوكوكوس لاكتيس، ويُستخدم كمادة حافظة للأغذية . يتكون من 34 حمضًا أمينيًا ، بما في ذلك الأحماض الأمينية غير الشائعة: اللانثيونين (Lan)، وميثيل لانثيونين (MeLan)، وثنائي هيدرو ألانين (Dha)، وحمض ثنائي هيدرو أمينوبوتيريك (Dhb). تُضاف هذه الأحماض الأمينية غير الشائعة عن طريق تعديل ما بعد الترجمة للببتيد الأولي. [ 1 ] في هذه التفاعلات، يتحول ببتيد مكون من 57 حمضًا أمينيًا، مُصنّع ريبوسوميًا، إلى الببتيد النهائي. تنشأ الأحماض الأمينية غير المشبعة من السيرين والثريونين ، وتؤدي إضافة بقايا السيستين المحفزة إنزيميًا إلى الأحماض الأمينية ثنائية الهيدرو إلى تكوين خمسة (5) روابط ثيوإيثر .

يرتبط كل من السبتيلين والإبيدرمين بالنيسين ، وجميعها تنتمي إلى فئة من الجزيئات تُعرف باسم اللانتيبيوتيك . وقد أبرزت دراسة حديثة أن القدرة الجينية على إنتاج النيسين أكثر انتشارًا مما كان يُعتقد سابقًا، إذ يُتوقع أن أكثر من 100 نوع من الكائنات الحية تحمل الجينات المسؤولة عن إنتاج هذا الببتيد. [ 2 ]

في صناعة الأغذية، يتم الحصول على النيسين من خلال زراعة بكتيريا L. lactis على ركائز طبيعية، مثل الدكستروز ، ولا يتم تصنيعه كيميائياً.

تم عزله في الأصل في أواخر الثلاثينيات من القرن العشرين، وتم إنتاجه منذ الخمسينيات من القرن العشرين باسم Nisaplin من مصادر طبيعية بواسطة Aplin و Barrett في مختبرات في Beaminster في Dorset (التي تملكها الآن شركة International Flavors & Fragrances )، وتمت الموافقة عليه كمادة مضافة للاستخدام الغذائي في الولايات المتحدة في أواخر الستينيات. [ 3 ]

ملكيات

بينما تُثبّط معظم البكتيريوسينات عادةً الأنواع وثيقة الصلة فقط، يُعدّ النيسين مثالًا نادرًا على بكتيريوسين "واسع الطيف" فعال ضد العديد من الكائنات الحية موجبة الجرام ، بما في ذلك بكتيريا حمض اللاكتيك (المرتبطة عادةً بمنع فساد الطعام)، والليستيريا المستوحدة (ممرض معروف)، والمكورات العنقودية الذهبية ، والعصوية الشمعية ، والمطثية الوشيقية ، وغيرها. [ 4 ] كما أنه فعال بشكل خاص ضد الأبواغ. تحمي الغشاء الخارجي البكتيريا سالبة الجرام ، لكنها قد تصبح عرضة لتأثير النيسين بعد التعرض لصدمة حرارية أو عند اقترانه بعامل التخليب EDTA . عند استخدامه مع EDTA، يمكن للنيسين تثبيط الإشريكية القولونية O157:H7 والسالمونيلا المعوية . [ 4 ] يتميز النيسين، كبكتيريوسين من الفئة الأولى، بثباته العالي في الوسط الحمضي، وثباته الحراري العالي في الوسط الحمضي. [ 4 ] تتمثل آلية عمل النيسين ضد مسببات الأمراض مثل الليستيريا المستوحدة في تبديد جهد الغشاء وتدرج الرقم الهيدروجيني. [ 4 ]

النيسين مادة قابلة للذوبان في الماء وفعالة عند مستويات تقارب أجزاء في المليار. يمكن قياس تركيز النيسين باستخدام تقنيات مختلفة مثل الكروماتوغرافيا أو عن طريق اختبار حيوي بسيط باستخدام الانتشار في الأجار . [ 5 ]

التطبيقات

إنتاج الغذاء

يُستخدم النيسين في صناعة الأجبان واللحوم والمشروبات وغيرها، أثناء الإنتاج، لإطالة مدة صلاحيتها عن طريق تثبيط البكتيريا المسببة للتلف والأمراض من نوع البكتيريا موجبة الجرام. في الأغذية، يُستخدم النيسين عادةً بنسب تتراوح بين 1 و25 جزءًا في المليون، وذلك حسب نوع الطعام والموافقات التنظيمية. يحمل النيسين، كمادة مضافة غذائية ، الرقم E234.

آخر

ونظرًا لنطاق نشاطه الانتقائي الطبيعي، فإنه يستخدم أيضًا كعامل انتقائي في الوسائط الميكروبيولوجية لعزل البكتيريا سالبة الجرام والخميرة والفطريات.

كما تم استخدام النيسين في تطبيقات تغليف المواد الغذائية ويمكن أن يعمل كمادة حافظة من خلال إطلاقه المتحكم فيه على سطح الطعام من عبوة البوليمر. [ 6 ]

تمت دراسته بالاشتراك مع ميكونازول كعلاج محتمل لعدوى المطثية العسيرة .

للمزيد من القراءة

مراجع

  1. كاليتا، سي.؛ إنتيان، ك.د. (1989). "النيسين، مضاد حيوي ببتيدي: استنساخ وتسلسل جين nisA والمعالجة اللاحقة للترجمة لمنتجه الببتيدي" . مجلة علم البكتيريا . 171 (3): 1597-2101 . doi : 10.1128/jb.171.3.1597-1601.1989 . PMC 209786. PMID 2493449 .  
  2. هوريجان، ديفيد؛ فيلد، ديس؛ موراي، إيلين؛ سوغرو، إيفان؛ أوكونور، بولا م.؛ هيل، كولين؛ روس، ر. بول (2025). " تنتشر تجمعات الجينات الحيوية الشبيهة بالنيسين على نطاق واسع عبر الميكروبيومات" . mBio e01545-25. doi : 10.1128/mbio.01545-25 . PMC 12506125. PMID 40928248 .  
  3. ageconsearch.umn.edu/bitstream/90779/2/CP%2001%2005%20Nisin%20Report.pdf
  4. 1 2 3 4 And, H. Chen; Hoover, DG (2003). "البكتيريوسينات وتطبيقاتها الغذائية" . مراجعات شاملة في علوم الأغذية وسلامة الأغذية . 2 (3): 82-100 . doi : 10.1111/j.1541-4337.2003.tb00016.x . ISSN 1541-4337 . PMID 33451234 .  
  5. تشاندراسيكار، فايشنافي (2015). "نمذجة تطور مناطق التثبيط في اختبار حيوي لانتشار الأجار" . علوم وتغذية الأغذية . 3 (5): 394-403 . doi : 10.1002/fsn3.232 . PMC 4576963. PMID 26405525 .  
  6. تشاندراسيكار، فايشنافي (2017). "حركية إطلاق النيسين من أغشية مركب الكيتوزان-الألجينات". مجلة علوم الأغذية . 81 (10): E2503– E2510. doi : 10.1111/1750-3841.13443 . PMID 27635864 .