Antimicrobial Cyclic Dipeptides from Japanese Quail ( Coturnix japonica ) Eggs Supplemented with Probiotic Lactobacillus plantarum

Kang Sa-Ouk; Kwak Min-Kyu

doi:10.4014/jmb.2311.11006

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자료유형: 학술저널

저자정보: Kang Sa-Ouk (Laboratory of Biophysics, School of Biological Sciences, and Institute of Microbiology, Seoul National University, Seoul 08826, Republic of KoreaPresent address: Irwee Institute, Seongnam 13) Kwak Min-Kyu (Laboratory of Microbial Physiology and Biotechnology, Department of Food and Nutrition, College of Bio-Convergence, and Institute of Food and Nutrition Science, Eulji University, Seongnam 13)

저널정보: 한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology Vol.34 No.2

발행연도: 2024.2

수록면: 314 - 329 (16page)

DOI: 10.4014/jmb.2311.11006

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Fifteen cyclic dipeptides (CDPs) containing proline, one cyclo(Phe-Ala) without proline, and a nonpeptidyl DL-3-phenyllactic acid were previously identified in the culture filtrates of Lactobacillus plantarum LBP-K10, an isolate from kimchi. In this study, we used Japanese quail (Coturnix japonica) eggs to examine the effects of probiotic supplementation on the antimicrobial CDPs extracted from quail eggs (QE). Eggshell-free QE were obtained from two distinct groups of quails. The first group (K10N) comprised eggs from unsupplemented quails. The second group (K10S) comprised eggs from quails supplemented with Lb. plantarum LBP-K10. The QE samples were extracted using methylene chloride through a liquid-liquid extraction process. The resulting extract was fractionated into 16 parts using semi-preparative high-performance liquid chromatography. Two fractions, Q6 and Q9, were isolated from K10S and identified as cis-cyclo(L-Ser-L-Pro) and cis-cyclo(L-Leu-L-Pro). The Q9 fraction, containing cis-cyclo(L-Leu-L-Pro), has shown significant inhibitory properties against the proliferation of highly pathogenic multidrug-resistant bacteria, as well as human-specific and phytopathogenic fungi. Some of the ten combinations between the remaining fourteen unidentified fractions and two fractions, Q6 and Q9, containing cis-cyclo(L-Ser-L-Pro) and cis-cyclo(L-Leu-L-Pro) respectively, demonstrated a significant increase in activity against multidrug-resistant bacteria only when combined with Q9. The activity was 7.17 times higher compared to a single cis-cyclo(LLeu-L-Pro). This study presents new findings on the efficacy of proline-containing CDPs in avian eggs. These CDPs provide antimicrobial properties when specific probiotics are supplemented.

#Cyclic dipeptides #cis-cyclo(L-Leu-L-Pro) #cis-cyclo(L-Ser-L-Pro) #multidrug-resistant bacteria #pathogenic fungi #quail eggs

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