AI-2对鸭疫里默氏杆菌生物学功能调控的研究
发布时间：2020-11-15 15:20
鸭疫里默氏杆菌病曾被称为鸭疫巴氏杆菌（Pasterurella anatispestifer，PA）病、鸭传染性浆膜炎（Infectious serositis）等，引起该病的病原是鸭疫里默氏杆菌（Riemerella anatipestifer，RA），感染鸭、鹅、火鸡等多种动物。该病目前已成为危害养鸭业的主要疾病之一，不仅因为引起鸭高发病率和高死亡率而造成严重的直接经济损失，而且还因为饲料转化率低和生长发育迟缓等而带来严重的间接经济损失。细菌曾被认为是独立生活的单细胞生物，但是最近的研究表明密度感应系统（quorum sensing，QS）普遍存在于细菌中，尤其是LuxS/AI-2型密度感应系统既存在于革兰氏阳性菌中，也存在于革兰氏阴性菌中，通过分泌通用信号分子AI-2来介导细菌种内及种间的信息交流。该系统参与调控细菌的众多生理功能，包括生物被膜形成、毒力因子调控等。本研究首次报道了RA的LuxS/AI-2型密度感应的相关情况，包括以下5个部分内容： 1.鸭疫里默氏杆菌AI-2信号分子检测方法的建立 本研究首先通过优化哈维弧菌（Vibrio harveyi）BB170报告菌株检测法建立并稳定了RA上清中AI-2的检测方法，之后对实验室保存的34株RA的AI-2产生情况进行检测，检测结果发现该34株RA都不产生AI-2。本研究首次报道RA不产生AI-2，为进一步研究奠定了基础。 2. RA对外源AI-2内化能力的验证及AI-2对RA生长速率的影响 本研究通过BB170报告菌株生物发光检测法检测RA的AI-2的内化现象，并通过测定OD600来检测外源添加的AI-2对RA生长速率的影响。结果发现RA自身不产生AI-2，但是可以识别和内化AI-2，同时外源添加的AI-2对RA的生长速率没有影响。本研究为进一步研究AI-2对RA生理功能的影响奠定了基础。 3. AI-2对RA生物被膜形成及其转录水平的影响 本实验首先通过结晶紫染色法进行检测AI-2对CH3生物被膜形成能力的影响，并通过real-time PCR来检测AI-2对RA生物被膜形成最为相关的18个基因转录水平的调控。结果表明，AI-2对CH3菌株的生物被膜形成能力具有抑制作用，并且该抑制作用具有浓度依赖性，同时外源添加AI-2后使得大多数相关基因的转录水平下调。进一步表明AI-2参与调控RA众多生理功能。 4. AI-2对RA粘附侵袭Vero细胞及其相关基因转录水平的影响 本实验在CH3对Vero细胞粘附侵袭的实验中添加不同浓度的AI-2研究其影响，之后利用real-time PCR来检测相关的7个基因转录水平的影响。结果表明，AI-2浓度为18.4μmol/L时，AI-2对CH3粘附Vero细胞的抑制性最强，为62%，当AI-2浓度为184.0μmol/L时，AI-2对CH3侵袭Vero细胞的促进性最强为194%。real-time PCR结果表明AI-2对部分基因的转录有促进作用，对部分基因的转录有抑制作用。 5. RA mtan基因参与AI-2合成的功能验证 本实验先构建了大肠杆菌DE17的pfs缺失株DE17-△pfs，之后将RACH3的mtan基因导入该缺失株中。结果表明，导入mtan基因的DE17-△pfs恢复了产生AI-2的能力。这说明RA的mtan基因具有潜在的合成AI-2的能力。为进一步研究RA的mtan基因的功能奠定了基础。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：S858.32
【部分图文】：
学院硕士学位论文 第特征显然使得信号的产生具有特异性。因此，每个 LuxI 蛋白都产生正确的高。有许多 LuxI 样蛋白能够产生多种 AHLs，但是是否所有产生的 AHLs 都具有而知(Marketon et al.,2002)。LuxR 蛋白的结构分析说明它也拥有一个特异的酰个 LuxR 都只与它同型的信号分子结合并被其激活(Vannini et al.,2002)。因此，生环境下存在着多种 AHL 信号分子，每种细菌都能辨别、评估和回应自身产要的是，细菌很少专门依赖于一种 LuxIR 密度感应系统。相反，细菌常常利用 系统以及其他类型的密度感应系统。
处理和修饰是伴随着分泌同时进行的。虽然关于这些分子的生化属性还知之甚大多数密度感应肽信号分子都是通过较大的肽前体物质裂解而来的，之后再通酯，硫代内酯环，羊毛硫氨酸以及异戊二烯基基团(Ansaldi et al.,2002; Booth ett al.,1999; Nakayama et al.,2001)。许多革兰氏阳性细菌通过多种肽类物质及其他信号分子共同来进行信息交流。非常有意思的例子是存在于金黄色葡萄球菌中的肽类密度感应，金黄色葡萄球一种对人体无害的温和共生菌，但是当它渗透进入宿主组织中变成了一种严重eus 利用两步策略来引起疾病：当细胞密度较低时，细菌表达促进细菌粘附和定而当细胞密度高时，细菌抑制这些通路，促发了毒素和蛋白酶的分泌，普遍认传播的必不可少的。这个基因表达策略的转换是由 Agr 密度感应系统来调控的色葡萄球菌的 argD 编码的自体诱导肽 AIP(Ji et al.,1995)，以及一个双组分激酶gRA 组成(Novick et al.,1995)。AgrB 蛋白将硫代内酯环运输出细胞膜并将其附 AIPs 上(Saenz et al.,2000)。AIP 与 AgrC 的结合导致了 AgRA 的磷酸化。磷酸化个叫做RNAⅢ的调控RNA的表达(Novick et al.,1993)，从而抑制了细胞粘附因子泌因子的表达。活化的 Agra 也诱导了 agrBDCA 的表达。这导致了 AIP 水平的细胞群体由低细胞密度状态转为高细胞密度状态(Novick et al.,1995)。
7图 1.4 AI-2 是由 DPD 衍生的可相互转换的一个分子家族Fig. 1.4 AI-2 is a family of interconverting molecules derived from DPD.Vibrio harveyi AI-2 is S-THMF-borate andSalmonella typhimurium AI-2 is R-THMF. Figure from Miller et al. 2004.因为硼的生物学功能知之甚少，所以在 V.harveyi 的 AI-2 中硼的发现是非常令人震惊的。然，硼以高浓度存在于海洋环境中，所以硼在 V.harveyi 的 AI-2 中存在是理所当然的。显而易见是陆地环境中硼的浓度很低，所以硼基本不可能是 S. typhimurium 中 AI-2 的元素。重要的是，化学物质处在快速的转化和平衡中。而且，通过改变硼的浓度可以改变每个分子的浓度。比如，在前体物 DPD 中添加硼可以使 V.harveyi 的 AI-2 的生成大大超过 S. typhimurium 的 AI-2。这转换具有生物学相关性，因为补充了硼的 DPD 可以使 V.harveyi 产生最大的发光强度，但是同
【参考文献】
本文编号：2884909
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：S858.32
【部分图文】：
学院硕士学位论文 第特征显然使得信号的产生具有特异性。因此，每个 LuxI 蛋白都产生正确的高。有许多 LuxI 样蛋白能够产生多种 AHLs，但是是否所有产生的 AHLs 都具有而知(Marketon et al.,2002)。LuxR 蛋白的结构分析说明它也拥有一个特异的酰个 LuxR 都只与它同型的信号分子结合并被其激活(Vannini et al.,2002)。因此，生环境下存在着多种 AHL 信号分子，每种细菌都能辨别、评估和回应自身产要的是，细菌很少专门依赖于一种 LuxIR 密度感应系统。相反，细菌常常利用 系统以及其他类型的密度感应系统。
处理和修饰是伴随着分泌同时进行的。虽然关于这些分子的生化属性还知之甚大多数密度感应肽信号分子都是通过较大的肽前体物质裂解而来的，之后再通酯，硫代内酯环，羊毛硫氨酸以及异戊二烯基基团(Ansaldi et al.,2002; Booth ett al.,1999; Nakayama et al.,2001)。许多革兰氏阳性细菌通过多种肽类物质及其他信号分子共同来进行信息交流。非常有意思的例子是存在于金黄色葡萄球菌中的肽类密度感应，金黄色葡萄球一种对人体无害的温和共生菌，但是当它渗透进入宿主组织中变成了一种严重eus 利用两步策略来引起疾病：当细胞密度较低时，细菌表达促进细菌粘附和定而当细胞密度高时，细菌抑制这些通路，促发了毒素和蛋白酶的分泌，普遍认传播的必不可少的。这个基因表达策略的转换是由 Agr 密度感应系统来调控的色葡萄球菌的 argD 编码的自体诱导肽 AIP(Ji et al.,1995)，以及一个双组分激酶gRA 组成(Novick et al.,1995)。AgrB 蛋白将硫代内酯环运输出细胞膜并将其附 AIPs 上(Saenz et al.,2000)。AIP 与 AgrC 的结合导致了 AgRA 的磷酸化。磷酸化个叫做RNAⅢ的调控RNA的表达(Novick et al.,1993)，从而抑制了细胞粘附因子泌因子的表达。活化的 Agra 也诱导了 agrBDCA 的表达。这导致了 AIP 水平的细胞群体由低细胞密度状态转为高细胞密度状态(Novick et al.,1995)。
7图 1.4 AI-2 是由 DPD 衍生的可相互转换的一个分子家族Fig. 1.4 AI-2 is a family of interconverting molecules derived from DPD.Vibrio harveyi AI-2 is S-THMF-borate andSalmonella typhimurium AI-2 is R-THMF. Figure from Miller et al. 2004.因为硼的生物学功能知之甚少，所以在 V.harveyi 的 AI-2 中硼的发现是非常令人震惊的。然，硼以高浓度存在于海洋环境中，所以硼在 V.harveyi 的 AI-2 中存在是理所当然的。显而易见是陆地环境中硼的浓度很低，所以硼基本不可能是 S. typhimurium 中 AI-2 的元素。重要的是，化学物质处在快速的转化和平衡中。而且，通过改变硼的浓度可以改变每个分子的浓度。比如，在前体物 DPD 中添加硼可以使 V.harveyi 的 AI-2 的生成大大超过 S. typhimurium 的 AI-2。这转换具有生物学相关性，因为补充了硼的 DPD 可以使 V.harveyi 产生最大的发光强度，但是同
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 郭玉璞;陈德威;范国雄;刘瑞萍;;北京鸭小鸭传染性浆膜炎的调查研究[J];畜牧兽医学报;1982年02期
本文编号：2884909
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