DNA拓扑异构酶Ⅰ对铜绿假单胞菌PAO1致病性的调节机制的研究

发布时间：2020-10-22 20:03

　　 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种革兰氏阴性有氧杆菌,它能够导致免疫功能缺陷患者产生急慢性感染。铜绿假单胞菌主要通过毒力因子造成机体组织损伤产生疾病。这些毒力因子其中就包括一种具有氧化还原活性的吩嗪化合物—绿脓菌素。实验室前期的研究筛选到一株高产绿脓菌素的转座突变体,并通过基因敲除的方法获得了包含有不完整基因的一次重组体(topA-RM),并证明该topA基因对于铜绿假单胞菌的生存是必需的。本研究对该菌株进行了深入的研究,旨在探究topA基因与绿脓菌素产生之间的关系。本研究通过在基因转录水平以及利用高效液相色谱(HPLC)和氯仿萃取法检测了topA-RM中吩嗪产量的变化。结果表明topA-RM中吩嗪相关基因的表达被激活,绿脓菌素的产量比野生型明显提高。为了探索topA-RM中绿脓菌素升高的机理,本研究检测了与吩嗪生成呈正相关关系的群体感应系统(QS)信号分子,结果表明QS系统并没有参与促进topA-RM中绿脓菌素产量的提高。本研究通过检测与DNA修复相关基因的表达情况发现topA的缺失引起了DNA损伤,需要细菌通过SOS反应即应急反应启动DNA修复过程来保证DNA的正常复制。DNA受损过程会引起PrtR调节蛋白的自裂解,使受prtR控制的转录调节子prtN和ptrB去抑制。本研究发现prtN和ptrB的基因表达均被上调,同时两者分别正调节了细菌素pyocin和负调节了Ⅲ型分泌系统。此外,本研究检测了能够引起SOS反应的活性氧(ROS)的相关基因的表达情况,结果表明topA的损伤确实导致了ROS的产生。为了探究topA-RM中绿脓菌素的增加是否是由于PrtR的改变。本研究检测了双突变体ΔprtN-topA-RM和ΔptrB-topA-RM的绿脓菌素产量,发现前者的绿脓菌素产量明显降低,而后者没有变化。在ΔprtN-topA-RM中互补prtN绿脓菌素能恢复到topA-RM的水平,说明prtN与topA-RM中绿脓菌素的产生有关。通过在野生型PAO1中过表达prtN,并检测其绿脓菌素产量,表明该调节关系只存在于topA受损的情况下。为了进一步研究topA基因在铜绿假单胞菌致病性方面的作用,本研究通过检测与超螺旋相关的基因表达情况,发现topA-RM中负超螺旋增加。此外,本研究还对topA-RM的运动能力、胞外多糖产量、粘附、生物被膜产量和抗生素抗性进行了研究。发现topA-RM丛动能力减弱、胞外多糖产量升高、粘附能力增加以及对链霉素、妥布霉素、环丙沙星和利福平的敏感性增加。综上所述,基因topA与铜绿假单胞菌的致病性和耐药药性都存在紧密的联系。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q78
【部分图文】：

图 1 吩嗪衍生物种类同研究领域的微生物研究者一直致力于阐明吩嗪合成的生物机制。吩嗪产业上重要的根植类铜绿假单胞菌的防治起着至关重要的作用，它使得农作菌的感染[5, 6]。在临床上，吩嗪的产生对铜绿假单胞菌造成的急慢性感染的[7-9]。因此，吩嗪合成的机制在不同的铜绿假单胞菌中都有所研究。尽铜绿假单胞菌中调节机制之间的关系不同，但是通用机制和总体的调节层调节吩嗪的机制主要包括：双组份系统、群体感应系统（QS）、非编码的sRNAs）和环境因素。

图 1 吩嗪衍生物种类领域的微生物研究者一直致力于阐明吩嗪合成的生物机制。要的根植类铜绿假单胞菌的防治起着至关重要的作用，它使染[5, 6]。在临床上，吩嗪的产生对铜绿假单胞菌造成的急慢。因此，吩嗪合成的机制在不同的铜绿假单胞菌中都有所研单胞菌中调节机制之间的关系不同，但是通用机制和总体的嗪的机制主要包括：双组份系统、群体感应系统（QS）、非s）和环境因素。

第一章 绪论由一个膜效应蛋白和一个细胞质调节蛋白组成的。和影响活性的环境因素都可以改变效应蛋白的磷酸激活效应调节蛋白[12]。单胞菌中，GacS/GacA 对于吩嗪的合成是必需的，性的双组份系统[13]。在产生吩嗪的菌种中，它在环素和分子间的调节机制中都占有相当重要的地位。感器激酶 RetS 和 LadS。GacS 和 RetS 相互作用抑制相互作用加强了 GacS 向 GacA 转化[16]。尽管 Gac表达，但它调节了 sRNAs 和 QS 依赖的调节机制的子或者转录相互作用。
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本文编号：2852037