Ag（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）对大肠杆菌铁硫簇装配系统作用机制的探究

发布时间：2024-11-14 18:37

　　Ag、Hg等重金属作为抗菌材料应用具有悠久历史,近年来,随着抗生素耐药问题的凸显,Ag、Hg相关的材料及抗菌、杀菌剂愈发受到关注。然而,Ag、Hg对细胞毒性作用的分子机制却有待阐明。一系列强亲硫性金属如Ag、Hg、Cu、Cd、Zn的毒性强弱与其亲硫性强弱基本一致,暗示着金属对细胞的毒性与亲硫性之间的潜在关系。前期研究结果表明了两种金属能够直接破坏大肠杆菌细胞中心代谢通路中一类关键脱水酶外露的活性位点[4Fe-4S]簇,且破坏作用可能在多个层面同时发生,其他富含巯基的蛋白也是潜在的攻击靶点。本研究以大肠杆菌为模式生物,以亲硫性和毒性均最强的柔性金属Ag(I)、Hg(II)为对象,测定大肠杆菌对Ag(I)、Hg(II)的敏感性,分析金属胁迫下大肠杆菌Fe-S簇组装系统的响应,并通过融合株的构建、酶活性分析、转录组测序等手段逐一分析了综合氧化应激调控因子Oxy R、铁硫簇调控因子Isc R、铁平衡调控子Fur对Suf系统启动响应调控的分子机制。结果表明(1)Ag(I)胁迫下大肠杆菌Fe-S簇组装的备用系统Suf系统被诱导表达,但Hg(II)作用下Suf系统的诱导表达不明显;(2)敲除上游Oxy...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 银的毒性及环境暴露
        1.2.1 银的化学性质
        1.2.2 银在抗菌中的应用
        1.2.3 来源及对微生物的毒性
    1.3 汞的毒性及环境暴露
        1.3.1 汞的化学性质
        1.3.2 汞的应用
        1.3.3 来源及对生物的毒害
    1.4 银、汞毒理机制研究现状
    1.5 铁硫簇(Fe/S簇)及其组装系统
        1.5.1 Fe/S簇定义及其生物学功能
        1.5.2 NIF(nitrogen fixation)Fe/S簇组装系统
        1.5.3 ISC(Iron-Sulfur Cluster)Fe/S簇组装系统
        1.5.4 SUF(mobilization of sulfur)Fe/S簇组装系统
        1.5.5 ISC和 SUF系统的表达调控
    1.6 立题依据
    1.7 研究假设
    1.8 课题研究内容及意义
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验菌株
    2.2 实验试剂及培养基组分配方
    2.3 实验仪器
    2.4 实验方法
        2.4.1 最低抑制浓的测定
        2.4.2 β-gal酶活性测定及蛋白标曲的测定
        2.4.3 NdhI脱氢酶活性的测定
        2.4.4 菌斑实验
        2.4.5 超氧化歧化酶(SOD)活性测定
        2.4.6 转录组测序
            2.4.6.1 样品制备
            2.4.6.2 建库测序流程
第三章 Fe-S簇组装系统的Ag(I)、Hg(II)胁迫响应
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 最低抑制浓度分析
        3.2.2 Suf备用系统的诱发
        3.2.3 ?suf变异株中含非外露Fe/S簇酶活性分析
        3.2.4 Suf系统的缺失对金属敏感度的变化
            3.2.4.1 菌斑实验(patch assays)
            3.2.4.2 突变株敏感性筛查
    3.3 本章小结
第四章 Ag(I)、Hg(II)胁迫下Suf响应的调控关系分析
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 OxyR转录因子相关分析
        4.2.2 IscR转录因子相关分析
            4.2.2.1 Ag(I)/Hg(II)压力下IscR表达情况分析
            4.2.2.2 Ag(I)/Hg(II)压力下Isc系统表达没有受到抑制
        4.2.3 Fur转录因子相关分析
            4.2.3.1 Ag(I)/Hg(II)压力下Sod A的表达量上升
            4.2.3.2 Ag(I)/Hg(II)压力下Fur的表达量上升
    4.3 本章小结
第五章 Ag(I)、Hg(II)胁迫下E.coli转录组分析
    5.1 转录组数据质量控制及比对基因组
    5.2 基因表达水平分析
        5.2.1 suf基因的表达情况
        5.2.2 IscR及 Isc相关基因的表达情况
        5.2.3 OxyR以及氧化应激相关的基因的表达情况
        5.2.4 Fur及铁平衡调控相关基因的表达情况
    5.3 样品间相关系数分析
    5.4 组间差异表达分析
    5.5 组间差异表达GO富集分析
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
深圳大学指导教师对研究生学位论文的学术评语
深圳大学研究生学位(毕业)论文答辩委员会决议书
致谢



本文编号：4011989