天然氨基酸同聚物ε-聚赖氨酸(ε-Poly-L-lysine, ε-PL)是一种聚阳离子多肽。由于ε-PL的优良特性,被广泛应用于食品、医药等领域,其作为食品防腐剂为人们广泛关注。然而,ε-PL的抑菌机理目前尚不清楚。已有的对于ε-PL抑菌机理的研究主要以革兰氏阴性菌(如大肠杆菌)及真菌(如酵母菌)为研究对象,鲜有对革兰氏阳性的报道。由于ε-PL抑菌谱广,不仅可抑制革兰氏阴性菌和真菌,对革兰氏阳性菌也有较强的抑制作用。因此,本文以革兰氏阳性菌的模式菌株——金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)为对象,初步探讨了ε-PL对S. aureus活性及初级代谢的影响。通过研究ε-PL对S. aureus的抑菌活性,发现ε-PL对S. aureus的抑菌能力在0-750μg/mL浓度范围内存在浓度依赖性,随ε-PL浓度的升高而增强。探讨了ε-PL对Saureus细胞表面性质和形态的影响,发现在ε-PL作用下,S. aureus细胞表面的疏水性下降,细胞膜通透性升高,完整性被破坏。通过ε-PL作用后的S. aureus田胞拉曼光谱图,发现细胞壁肽聚糖的性质发生了改变。从扫描电子显微镜的结果来看,250 μg/mL ε-PL作用2h后,S. aureus细胞表面变得粗糙并形成凹陷,500 ng/mL和750 μg/mL ε-PL作用下细胞表面严重皱缩。基于GC/MS比较了ε-PL.作用后S.aureus代谢水平的差异,采用多元统计分析方法对数据进行信息抽提,分析了S.aureus细胞在不同浓度ε-PL作用下胞内代谢的差异性。通过分析胞内代谢物浓度的变化,发现ε-PL抑制了S.aureus胞内葡萄糖的利用,导致糖酵解途径中关键代谢物2-磷酸甘油酸和3-磷酸甘油酸含量下降。ε-PL的作用还引起S.aureus三羧酸循环的关键代谢物——琥珀酸和延胡索酸含量下降。推测ε-PL降低了S.aureus糖酵解途径和三羧酸循环的代谢水平。ε-PL作用后S.aureus胞内部分氨基酸,如脯氨酸的含量升高,但是随着ε-PL浓度的升高,这些氨基酸的含量呈下降趋势。这部分氨基酸可能与S.aureus抗逆性有关,是微生物对抗外界不利环境的自我保护机制,但是这种机制的保护能力有限。为验证代谢组学的实验结果,测定了糖酵解途径和三羧酸循环的关键酶——己糖激酶、琥珀酸脱氢酶和顺乌头酸酶的活力,发现ε-PL的作用降低了这三种酶的活力。另外,ε-PL还降低了S.aureus胞内ATP的含量,也暗示了S.aureus的产能途径受到抑制。综上可知,ε-PL对金黄色葡萄球菌的抑制是通过其与细胞表面接触,破坏细胞壁和细胞膜的结构,进而引起胞内代谢的紊乱。