Shewanella oneidensis中细胞壁靶向抗生素诱导β-内酰胺酶表达的研究
发布时间：2021-04-18 22:53
β-内酰胺酶能将β-内酰胺类抗生素（以下简称β-内酰胺类）水解,其诱导表达是革兰氏阴性菌对该类抗生素产生耐药性的最主要原因。β-内酰胺类通过与青霉素结合蛋白（Penicillin binding proteins,PBPs）共价结合,使得细菌细胞壁合成受阻,从而诱导β-内酰胺酶基因的表达。除β-内酰胺类外,还有多种抗生素特异性靶向细菌细胞壁的生物合成,如万古霉素、D-环丝氨酸和默诺霉素等。然而,这些抗生素能否诱导β-内酰胺酶基因的表达尚不清楚。Shewanella oneidensis是自然界中广泛存在的革兰氏阴性菌,对β-内酰胺类具有天然耐药性。前期研究表明,该菌中β-内酰胺酶基因（bla A）的表达受氨苄青霉素（一种β-内酰胺类）诱导。本研究考察多种细胞壁靶向抗生素对bla A基因诱导表达的影响,并探究其分子机制,得到如下结果:通过测定β-内酰胺类对bla A基因启动子(Pbla A)活性的影响,发现不同β-内酰胺类诱导bla A基因表达的能力不同,头孢磺啶和先锋霉素高水平诱导bla A基因的表达,而头孢噻肟和氨曲南不能诱导bla A基因的表达。有趣的是,其他...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
肽聚糖的组成[3]
Shewanellaoneidensis中细胞壁靶向抗生素诱导β-内酰胺酶表达的研究3类酶可以切开MurNAc和与之相连的L-Ala之间的酰胺键，AmiA、AmiB、AmiC、AmiD和AmpD是E.coli中五个N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶[11]。第三类为裂解性转糖基酶，大多数是外切酶，它们裂解MurNAc与GlcNAc的之间的β-1,4糖苷键。SltY是一种在周质中发现的可溶性的裂解转糖基酶；E.coli中Slt70被认为是参与肽聚糖循环的主要裂解酶[12]。图1-2肽聚糖的合成[6]Figure1-2.Synthesisofpeptidoglycan注：括号中的数字是预测的E.coli中该类型酶的数量。Alr表示Ala消旋酶；DadX表示Ala消旋酶；DdlA表示D-Ala-D-Ala连接酶；GlcNAc表示N-乙酰葡糖胺；meso-Dap表示meso-二氨基庚二酸；MraY表示UDP-MurNAc-pentapeptid磷酸转移酶；MurA表示UDP-GlcNAc烯醇丙酮酰转移酶；MurB表示UDP-MurNAc脱氢酶；MurC表示UDP-MurNAc-L-Ala连接酶；MurD表示UDP-MurNAc-L-Ala-D-Glu连接酶；MurE表示UDPMurNAc-L-Ala-D-Glu-meso-Dap连接酶；MurF表示UDP-MurNAc-三肽-D-丙氨酰-D-Ala连接酶；MurG表示UDP-GlcNAcundecaprenoyl-pyrophosphoryl-MurNAc-pentapeptide转移；MurI表示Glu消旋酶；PEP表示磷酸烯醇丙酮酸。AmpG通透酶途径是肽聚糖最主要的再循环途径。经上述水解酶作用后产生的肽聚糖水解片段（主要为含糖的脱氨基片段和二糖），通过细胞质膜上的通透酶AmpG进入细胞质[13,14]。这些肽聚糖水解片段在胞质一系列酶的水解和修饰作
浙江工业大学硕士学位论文4用后重新参与肽聚糖的合成过程。细胞质中肽聚糖循环相关的酶主要有AmpD、NagZ、LdcA、Mpl、MpaA、YcjG、NagA和NagK[8]。AmpD是存在于胞质内的N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶，它断开MurNAc和与之相连的L-Ala之间的酰胺键，产生GlcNAc-anhMurNAc和短链三肽。NagZ是β-乙酰氨基葡糖糖苷酶，能够将GlcNAc-anhMurNAc（或包含短肽）水解为GlcNAc和anhMurNAc[15]。连接酶Mpl能够将其他循环酶的作用产物连接生成UDP-MurNAc-L-Ala-γ-D-Glu-meso-Dap，此产物即可重新参与肽聚糖的合成过程（图1-3）。图1-3肽聚糖的循环过程[8]Figure1-3.Pathwayforrecyclingmureintripeptideandaminoacids1.1.4肽聚糖循环的生理意义肽聚糖循环并不是细菌生长所必需的，但肽聚糖循环可使肽聚糖片段被回收再利用，避免了资源的浪费；而且肽聚糖循环产生的可溶的肽聚糖片段往往可以作为触发适应性反应的信号分子，在细菌与细菌之间、细菌与环境之间或细菌与宿主之间的交流中发挥着重要的作用[16]。肽聚糖片段可以充当信号分子诱导细菌中β-内酰胺酶的表达，产生对β-内酰胺类的抗性，如Citrobacterfreundii、Pseudomonasaeruginosa和Enterobactercloacae中β-内酰胺酶AmpC的诱导表达。这一诱导途径与肽聚糖循环密切相关，肽聚糖水解产物充当信号分子诱导AmpC的表达[17]。肽聚糖片段也可以作为信号分子促进芽孢萌发，如Bacillussubtilis的芽孢能够在低浓度多肽（含有mDap的二糖三肽）条件下萌发[18,19]。这个过程需要PrkC激酶参与，它包含胞内激酶结构域和胞外肽聚糖结合结构域，当PrkC胞外肽聚糖结合结构域与多肽片段结
【参考文献】：
期刊论文
[1]革兰氏阴性菌中β-内酰胺酶诱导表达调控机制研究进展[J]. 徐超奕,张婷,蔡静晓,余志良,裘娟萍,音建华. 生物工程学报. 2018(08)
[2]细菌青霉素结合蛋白[J]. 李冀,杨慧,呼延霆,叶琳洁,车速,李琦,黄庆生,尹大川. 生命的化学. 2013(04)
[3]细菌细胞壁肽聚糖的研究进展[J]. 王静华,赵洪涛,汪以真. 中国兽药杂志. 2004(01)
本文编号：3146312
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
肽聚糖的组成[3]
Shewanellaoneidensis中细胞壁靶向抗生素诱导β-内酰胺酶表达的研究3类酶可以切开MurNAc和与之相连的L-Ala之间的酰胺键，AmiA、AmiB、AmiC、AmiD和AmpD是E.coli中五个N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶[11]。第三类为裂解性转糖基酶，大多数是外切酶，它们裂解MurNAc与GlcNAc的之间的β-1,4糖苷键。SltY是一种在周质中发现的可溶性的裂解转糖基酶；E.coli中Slt70被认为是参与肽聚糖循环的主要裂解酶[12]。图1-2肽聚糖的合成[6]Figure1-2.Synthesisofpeptidoglycan注：括号中的数字是预测的E.coli中该类型酶的数量。Alr表示Ala消旋酶；DadX表示Ala消旋酶；DdlA表示D-Ala-D-Ala连接酶；GlcNAc表示N-乙酰葡糖胺；meso-Dap表示meso-二氨基庚二酸；MraY表示UDP-MurNAc-pentapeptid磷酸转移酶；MurA表示UDP-GlcNAc烯醇丙酮酰转移酶；MurB表示UDP-MurNAc脱氢酶；MurC表示UDP-MurNAc-L-Ala连接酶；MurD表示UDP-MurNAc-L-Ala-D-Glu连接酶；MurE表示UDPMurNAc-L-Ala-D-Glu-meso-Dap连接酶；MurF表示UDP-MurNAc-三肽-D-丙氨酰-D-Ala连接酶；MurG表示UDP-GlcNAcundecaprenoyl-pyrophosphoryl-MurNAc-pentapeptide转移；MurI表示Glu消旋酶；PEP表示磷酸烯醇丙酮酸。AmpG通透酶途径是肽聚糖最主要的再循环途径。经上述水解酶作用后产生的肽聚糖水解片段（主要为含糖的脱氨基片段和二糖），通过细胞质膜上的通透酶AmpG进入细胞质[13,14]。这些肽聚糖水解片段在胞质一系列酶的水解和修饰作
浙江工业大学硕士学位论文4用后重新参与肽聚糖的合成过程。细胞质中肽聚糖循环相关的酶主要有AmpD、NagZ、LdcA、Mpl、MpaA、YcjG、NagA和NagK[8]。AmpD是存在于胞质内的N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶，它断开MurNAc和与之相连的L-Ala之间的酰胺键，产生GlcNAc-anhMurNAc和短链三肽。NagZ是β-乙酰氨基葡糖糖苷酶，能够将GlcNAc-anhMurNAc（或包含短肽）水解为GlcNAc和anhMurNAc[15]。连接酶Mpl能够将其他循环酶的作用产物连接生成UDP-MurNAc-L-Ala-γ-D-Glu-meso-Dap，此产物即可重新参与肽聚糖的合成过程（图1-3）。图1-3肽聚糖的循环过程[8]Figure1-3.Pathwayforrecyclingmureintripeptideandaminoacids1.1.4肽聚糖循环的生理意义肽聚糖循环并不是细菌生长所必需的，但肽聚糖循环可使肽聚糖片段被回收再利用，避免了资源的浪费；而且肽聚糖循环产生的可溶的肽聚糖片段往往可以作为触发适应性反应的信号分子，在细菌与细菌之间、细菌与环境之间或细菌与宿主之间的交流中发挥着重要的作用[16]。肽聚糖片段可以充当信号分子诱导细菌中β-内酰胺酶的表达，产生对β-内酰胺类的抗性，如Citrobacterfreundii、Pseudomonasaeruginosa和Enterobactercloacae中β-内酰胺酶AmpC的诱导表达。这一诱导途径与肽聚糖循环密切相关，肽聚糖水解产物充当信号分子诱导AmpC的表达[17]。肽聚糖片段也可以作为信号分子促进芽孢萌发，如Bacillussubtilis的芽孢能够在低浓度多肽（含有mDap的二糖三肽）条件下萌发[18,19]。这个过程需要PrkC激酶参与，它包含胞内激酶结构域和胞外肽聚糖结合结构域，当PrkC胞外肽聚糖结合结构域与多肽片段结
【参考文献】：
期刊论文
[1]革兰氏阴性菌中β-内酰胺酶诱导表达调控机制研究进展[J]. 徐超奕,张婷,蔡静晓,余志良,裘娟萍,音建华. 生物工程学报. 2018(08)
[2]细菌青霉素结合蛋白[J]. 李冀,杨慧,呼延霆,叶琳洁,车速,李琦,黄庆生,尹大川. 生命的化学. 2013(04)
[3]细菌细胞壁肽聚糖的研究进展[J]. 王静华,赵洪涛,汪以真. 中国兽药杂志. 2004(01)
本文编号：3146312
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