随着生活水平的不断提高高血脂症患病人群的数量也逐渐增加。虽然胆固醇具有细胞结构组成、促进脂肪消化、维持内分泌平衡等重要生理功能,但是体内胆固醇含量过高将会对健康造成不利。如何利用微生物在肠道中发挥降胆固醇的作用,以及掌握微生物降胆固醇的机理,将对心血管疾病的药物和保健品开发提供思路。研究表明微生物胞外多糖(EPS)具有降胆固醇益生功能,但是微生物EPS产量较低,并具有菌株特异性。此外,乳酸菌降胆固醇的途径众多且机理复杂,除了EPS对胆固醇有一定的吸附作用外,还存在其他的作用机理,例如胆盐水解酶介导的共沉淀作用等。因此,本论文从植物乳杆菌胞外多糖降胆固醇功能、胞外多糖合成关键酶活性、胞外多糖合成关键酶和胆盐水解酶在降胆固醇过程中的基因表达情况等方面的研究来阐述两株降胆固醇能力不同的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)La-10和La-11的降胆固醇机理。首先,本实验对两株植物乳杆菌发酵产EPS的工艺条件进行单因素优化实验,结果表明:La-10和La-11的最适接种量均为4%;培养基的最适蔗糖含量分别为30 g/L和20 g/L;最适发酵温度均为30℃;最适发酵时间均为30 h。对生成的EPS进行降胆固醇实验,获得了最佳体外降胆固醇实验条件为:La-10和La-11的最适EPS质量浓度均为0.8 g/L;最适吸附时间均为15 h;最适吸附温度分别为30℃和37℃。除此之外本实验还从多个角度比较La-10和La-11的降胆固醇能力差异,结果表明:La-10热灭活的菌体和发酵菌液降胆固醇率分别是6.45%和9.99%,La-11为3.19%和5.79%。此外,本论文通过异源表达实验分析了EPS合成基因簇中两个关键基因UDP-葡萄糖-4-差向异构酶基因(galE3)和引导糖基转移酶基因(cps4E)的表达情况。结果表明:galE3和cps4E表达的蛋白质分子量大小分别约为36 k Da和25 kDa,均为亲水性蛋白质。galE3编码的蛋白质为稳定蛋白质,表达产物纯化效果良好,利用高效液相色谱法(HPLC)分析表明其酶活力高,而cps4E编码的蛋白质为不稳定蛋白质,表达系统有待进一步摸索。经HPLC分析,La-10和La-11的GALE3酶促反应产物浓度分别为0.55 mg/mL和0.30 mg/mL。最后本论文通过荧光定量PCR实验分析了在降胆固醇过程中galE3、cps4E、bsh等基因在转录水平上变化。结果表明:La-10的galE3和cps4E相对表达量上调了3.06倍和3.34倍,La-11的galE3和cps4E的相对表达量上调了3.69倍和4.22倍。La-11的bsh1,bsh2、bsh3相对表达量分别上调了4.58倍、8.77倍、2.25倍,bsh4变化不显著。本实验主要从分子生物学角度了解植物乳杆菌降低胆固醇的机理,证实了降胆固醇机理存在菌株特异性,不同植物乳杆菌菌株可能存在不同的降胆固醇机理。本论文研究将为利用基因工程技术获得高产EPS的菌株以及植物乳杆菌在医学和食品药品等领域上的应用提供实验基础和理论依据。