Shewanella oneidensis中双组分系统调控β-内酰胺酶表达机制的研究

发布时间：2022-02-08 21:07

　　β-内酰胺类抗生素可以竞争性地与青霉素结合蛋白结合,从而干扰细胞壁肽聚糖的合成,使细菌裂解死亡。伴随着抗生素的广泛使用,细菌产生的耐药性问题日趋严重。革兰氏阴性菌对β-内酰胺类抗生素最普遍的耐药机制是产生β-内酰胺酶水解抗生素。Shewanella oneidensis MR-1因D型β-内酰胺酶Bla A（bla A编码）的产生对β-内酰胺类（如氨苄青霉素等）具有天然抗性。前期研究发现,该菌中bla A基因的表达受氨苄青霉素诱导,同时青霉素结合蛋白PBP1a（mrc A编码）缺失后bla A呈组成型高表达。bla A基因的诱导表达模式明显不同于已有的研究,但其具体调控机制仍不清楚。本研究通过转录组测序寻找bla A诱导表达过程中的关键调控蛋白,并深入探究其调控机制。首先,本研究对bla A基因诱导型表达（WT＿100）和组成型高表达（mrc A）时的转录本进行测序,发现了34个共同上调和8个共同下调的基因。在共同上调的基因中,包括编码β-内酰胺酶的bla A、编码（p）pp Gpp合成酶的rel V、编码分选酶系统的SO2194-96操纵子以及编码双组分系统的SO2192/SO219... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

β-内酰胺类结构图[12]

Shewanellaoneidensis中双组分系统调控β-内酰胺酶表达机制的研究3失去与PBPs靶标结合的能力，细胞得以恢复肽聚糖循环的稳态（图1-2）。β-内酰胺酶的诱导表达过程非常复杂，其编码基因位于细菌的染色体或质粒中，可以通过遗传元件在微生物间快速转移[27]。图1-2β-内酰胺酶水解机制[28]Figure1-2.β-lactamasehydrolysismechanismβ-内酰胺酶数目庞大，主要有两种分类系统：Ambler（根据结构分类）和Bush-Jacoby-Medeiros（根据功能分类）[29,30]。Ambler系统将β-内酰胺酶分为四类[31]：AmblerA类β-内酰胺酶因为催化青霉素水解的能力大于头孢菌素而被称为青霉素酶；AmblerB类β-内酰胺酶的催化需要锌或其他金属，且其活性受螯合剂EDTA抑制，被称为金属β-内酰胺酶[32]；AmblerC类β-内酰胺酶被称为头孢菌素酶，除Salmonella和Klebsiella外的所有革兰氏阴性菌都能产生这类酶[33]；AmblerD类β-内酰胺酶被称为苯唑西林酶，能够水解苯唑西林和甲氧西林，常见于Enterobacteriaceae和Pseudomonasaeruginosa。A、C和D类同属丝氨酸β-内酰胺酶类，它们之间的差异主要在于酰化和脱酰反应中使用的残基不同。B类β-内酰胺酶是锌金属酶，在序列、蛋白折叠和作用机制方面与丝氨酸β-内酰胺酶完全不同。Enterobacteriaceae中有两种常见的β-内酰胺酶TEM-1和SHV-1（A类），这两种青霉素酶对头孢菌素几乎无效；P.aeruginosa中的诱导型β-内酰胺酶AmpC（C类）可以使大多数青霉素和头孢菌素失活[34,35]；Acinetobacterbaumannii含有多种β-内酰胺酶，可以水解青霉素、头孢菌素和碳青霉烯类。耐碳青霉烯类A.baumannii中的新德里金属β-内酰胺酶NDM-1（B类）几乎可以水解所有的碳青霉烯类、β-内酰胺类、氟喹诺酮类和氨基糖苷类药物，OXA酶（D类）催化

浙江工业大学硕士学位论文6图1-3肽聚糖循环与β-内酰胺酶的诱导表达[74]Figure1-3.Peptidoglycancycleandinducedexpressionofβ-lactamase旧的肽聚糖层在水解酶作用下断裂，其水解产物（如GlcNAc-anhMurNAc-peptides和GlcNAc-anhMurNAc等）通过位于细胞膜上的通透酶AmpG转运进入胞内。多肽分子在细胞溶质酶AmpD（N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶）的作用下，断开L-Ala与N-乙酰胞壁酸间的酰胺键。三肽片段可以重新与N-乙酰胞壁酸-UDP和D-Ala-D-Ala连接形成新的五肽片段，转运至胞外用于肽聚糖的合成[75,76]。细胞质中还有另外一个重要的肽聚糖循环酶NagZ（β-乙酰氨基葡糖糖

【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)



本文编号：3615751