大肠杆菌氨苄西林耐药性对其噬菌体裂解作用的影响及机制研究
发布时间：2021-08-23 23:50
抗生素耐药性细菌是威胁人类和动物健康的普遍问题。大肠杆菌作为重要的食源性机会致病菌,其抗生素耐药性带来的治疗失败逐年增加,世界卫生组织2017年发布的抗生素研发重点病原菌名单中,前三名是鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌科细菌。由于细菌抗生素耐药性发生发展速度远超新型抗生素的研发速度,因此迫切需要开发替代疗法。噬菌体由于其宿主特异性,对治疗的患者细胞和正常菌群无作用且能够不断进化以对抗细菌产生的抗性,因此获得了新的关注。尽管已经开展了大量的噬菌体单一或联合疗法的研究,目前仍不明确噬菌体对细菌的裂解效果是否会受到迅速增加的抗生素耐药性的影响。本研究以实验室保存的肌尾噬菌体科噬菌体vBEcoM-ep3和大肠杆菌CVCC1418为主要研究对象,寻找氨苄西林耐药性影响噬菌体裂解大肠杆菌的分子机制。首先,我们发现多重耐药性大肠杆菌菌株O78-6对噬菌体vBEcoM-ep3的敏感性显著高于同属于O78血清组的菌株CVCC1418。通过抗生素驯化获得自发突变氨苄西林耐药菌株CVCC1418AmpR和环丙沙星耐药突变株CVCC1418CipR,检测噬菌体vB...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
噬菌体感染过程示意图（引自ShigenobuMatsuzakietal.，2005）
第一篇文献综述第一章噬菌体治疗细菌感染的研究进展5这些相互作用可保护噬菌体免受细菌防御机制的侵害，或适应宿主细胞的新陈代谢以建立有效的感染周期[10]。1.1.2噬菌体与宿主细菌的互作蛋白噬菌体感染的主要机制可以用作抗微生物药物设计的模型。噬菌体能够产生参与裂解循环关键步骤的特殊蛋白质（图1.2），特定的噬菌体蛋白可以破坏细菌包膜如：肽聚糖（裂解酶）、细胞膜（Holin、Spanin复合物）和荚膜（解聚酶），这些结构是保护细菌细胞免受病毒感染和子代噬菌体释放的关键元素。也有噬菌体编码的蛋白质通过蛋白质-蛋白质相互作用影响细菌DNA复制、转录、蛋白质合成和细胞分裂。图1.2噬菌体Holin、裂解酶、Spanin复合物作用示意图（引自Cahilletal.，2019）Figure1.2SchematicdiagramofphageHolin,lyase,Spanincomplex1.1.2.1噬菌体EPS-降解酶为了使噬菌体的基因组进入表达和复制其遗传信息的宿主细胞，感染多糖粘液或被荚膜包围的细菌的噬菌体已经进化出通过产生具有多糖解聚活性的噬菌体体相关蛋白来克服EPS结构的能力。噬菌体的EPS解聚酶可感染有荚膜的大肠杆菌K1[11]和K95[12]，霍乱弧菌O139[13]，铜绿假单胞菌[14]，成团泛菌[15]和恶臭假单胞菌[15]，特异性地将细菌多糖识别为参与噬菌体吸附宿主细胞过程的主要受体，然后降解它们以完成裂解循环。噬菌体的解聚酶是一种有应用前景但具有挑战性的抗菌物质[17]。EPS解聚酶通过靶向生物膜的EPS基质破坏生物
吉林大学博士学位论文8图1.3噬菌体或噬菌体蛋白影响不同细菌细胞过程的示意图（引自Moghadametal.，2020）Figure1.3Schematicdiagramofphageorphageproteinaffectingdifferentbacterialcellularprocesses1.1.2.3裂解酶-降解肽聚糖的噬菌体酶革兰氏阳性菌特异性噬菌体裂解解细菌最常见的策略之一是利用两种蛋白质的结合：裂解酶降解肽聚糖和Holin破坏细胞膜。革兰氏阴性噬菌体T4、P1、T1、Mu和SP6也利用这两种蛋白发挥作用。噬菌体世界中的多种变体也允许发展不依赖裂解酶的细菌裂解机制，小型ssDNA噬菌体X174和ssRNA噬菌体Qβ编码特殊的蛋白质，称为“蛋白质抗生素”，阻断负责肽聚糖生物合成的宿主酶，从而释放后代而无需使用裂解酶[9]。裂解酶是由大型双链DNA噬菌体编码的高度进化的高级酶。裂解酶的特征是无毒性，不同的活性谱，产生抗性的可能性低和效率高。与典型的抗生素相比，噬菌体裂解酶是在几秒钟内杀死细菌的极为有效的生物化合物，噬菌体裂解酶可以用作选择性细菌检测或食品保藏的生物技术工具[33]。裂解酶可根据其结构分为球形（由单个催化结构域构建）或由两个结构域组成的模块：N末端催化结构域（CD）和C末端细胞壁结合结构域（CWBD）[33]或由三个结构域组成的模块（具有酶活性的中间蛋白结构域）[35]。通常，革兰氏阴性菌噬菌体裂解酶是球状单模块结构，而革兰氏阳性菌噬菌体具有典型的底物结合结构域。也有一些例外情况，例如铜绿假单胞菌噬菌体
本文编号：3358840
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
噬菌体感染过程示意图（引自ShigenobuMatsuzakietal.，2005）
第一篇文献综述第一章噬菌体治疗细菌感染的研究进展5这些相互作用可保护噬菌体免受细菌防御机制的侵害，或适应宿主细胞的新陈代谢以建立有效的感染周期[10]。1.1.2噬菌体与宿主细菌的互作蛋白噬菌体感染的主要机制可以用作抗微生物药物设计的模型。噬菌体能够产生参与裂解循环关键步骤的特殊蛋白质（图1.2），特定的噬菌体蛋白可以破坏细菌包膜如：肽聚糖（裂解酶）、细胞膜（Holin、Spanin复合物）和荚膜（解聚酶），这些结构是保护细菌细胞免受病毒感染和子代噬菌体释放的关键元素。也有噬菌体编码的蛋白质通过蛋白质-蛋白质相互作用影响细菌DNA复制、转录、蛋白质合成和细胞分裂。图1.2噬菌体Holin、裂解酶、Spanin复合物作用示意图（引自Cahilletal.，2019）Figure1.2SchematicdiagramofphageHolin,lyase,Spanincomplex1.1.2.1噬菌体EPS-降解酶为了使噬菌体的基因组进入表达和复制其遗传信息的宿主细胞，感染多糖粘液或被荚膜包围的细菌的噬菌体已经进化出通过产生具有多糖解聚活性的噬菌体体相关蛋白来克服EPS结构的能力。噬菌体的EPS解聚酶可感染有荚膜的大肠杆菌K1[11]和K95[12]，霍乱弧菌O139[13]，铜绿假单胞菌[14]，成团泛菌[15]和恶臭假单胞菌[15]，特异性地将细菌多糖识别为参与噬菌体吸附宿主细胞过程的主要受体，然后降解它们以完成裂解循环。噬菌体的解聚酶是一种有应用前景但具有挑战性的抗菌物质[17]。EPS解聚酶通过靶向生物膜的EPS基质破坏生物
吉林大学博士学位论文8图1.3噬菌体或噬菌体蛋白影响不同细菌细胞过程的示意图（引自Moghadametal.，2020）Figure1.3Schematicdiagramofphageorphageproteinaffectingdifferentbacterialcellularprocesses1.1.2.3裂解酶-降解肽聚糖的噬菌体酶革兰氏阳性菌特异性噬菌体裂解解细菌最常见的策略之一是利用两种蛋白质的结合：裂解酶降解肽聚糖和Holin破坏细胞膜。革兰氏阴性噬菌体T4、P1、T1、Mu和SP6也利用这两种蛋白发挥作用。噬菌体世界中的多种变体也允许发展不依赖裂解酶的细菌裂解机制，小型ssDNA噬菌体X174和ssRNA噬菌体Qβ编码特殊的蛋白质，称为“蛋白质抗生素”，阻断负责肽聚糖生物合成的宿主酶，从而释放后代而无需使用裂解酶[9]。裂解酶是由大型双链DNA噬菌体编码的高度进化的高级酶。裂解酶的特征是无毒性，不同的活性谱，产生抗性的可能性低和效率高。与典型的抗生素相比，噬菌体裂解酶是在几秒钟内杀死细菌的极为有效的生物化合物，噬菌体裂解酶可以用作选择性细菌检测或食品保藏的生物技术工具[33]。裂解酶可根据其结构分为球形（由单个催化结构域构建）或由两个结构域组成的模块：N末端催化结构域（CD）和C末端细胞壁结合结构域（CWBD）[33]或由三个结构域组成的模块（具有酶活性的中间蛋白结构域）[35]。通常，革兰氏阴性菌噬菌体裂解酶是球状单模块结构，而革兰氏阳性菌噬菌体具有典型的底物结合结构域。也有一些例外情况，例如铜绿假单胞菌噬菌体
本文编号：3358840
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/3358840.html
教材专著
