感应激酶BfmS对铜绿假单胞菌运动产色素及毒力调控的研究
本文关键词：感应激酶BfmS对铜绿假单胞菌运动产色素及毒力调控的研究 出处：《南京大学》2012年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：铜绿假单胞菌,又称为绿脓杆菌。广泛存在于自然界及正常人皮肤、肠道和呼吸道,是临床上较常见的条件致病菌之一。这种细菌能够产生众多的毒力因子,能够引起免疫功能低下、皮肤烧伤或者囊肿性纤维化患者严重的感染。感染后因浓汁和渗出液等病料呈绿色,故名。 铜绿假单胞菌中有众多的双组份系统。典型的双组份系统由一个结合在细胞膜上的组氨酸激酶感应蛋白和介导细胞内应答的调控蛋白构成。细胞膜上的组氨酸激酶感应蛋白,能够感知环境中的各种刺激,比如光信号,特殊的小分子物质,温度,渗透压和pH等。细胞膜上的感应蛋白一旦被激活后,能够在其特定的组氨酸残基上发生自磷酸化,然后自催化将组氨酸上的磷酸基团转移至应答调控蛋白的天冬氨酸残基上。磷酸化后的应答调控蛋白的构象发生变化,从而调控不同靶基因的表达。应答调控蛋白的磷酸化水平调控其自身的活性。 本文研究的BfmS (Biofilm maturation Sensor)是铜绿假单胞菌细胞内的一个感应激酶,和另外一个与之对应的应答调控蛋白BfmR (Biofilm maturation Regulator)构成了铜绿假单胞菌中的一个双组份系统。根据已有的研究报道,双组份系统BfmRS在铜绿假单胞菌生物膜正常发育、形成和架构方面发挥非常重要的作用。同时,这一双组份系统在生物膜形成过程中控制着噬菌体介导的铜绿假单胞菌的裂解和DNA的释放。但是,经过本文的研究发现,铜绿假单胞菌中的这一双组份系统BfmRS,对细菌的各种毒力因子或毒力因子相关的过程有显著的调控作用,包括群集运动,绿脓菌素的产生,蛋白酶和鼠李糖脂的分泌。铜绿假单胞菌的游动能力能够协助其扩散,是铜绿假单胞菌定殖并形成生物膜的前奏。绿脓菌素是铜绿假单胞菌分泌的一种蓝绿色的有毒代谢物,分子构造显示具有抗菌活性,且在氧化应激下能诱导秀丽隐杆线虫死亡。铜绿假单胞菌能够分泌各种蛋白酶,这些蛋白酶能够降解宿主内的胶原蛋白等,帮助铜绿假单胞菌的扩散和侵染。鼠李糖脂是铜绿假单胞菌特有的分泌物。它最突出的特性是其表面活性,如能显著降低表面张力,改变固体表面的湿润性。因其优良的憎水亲水两性性质,目前运用于采油工业,环境治理以及生物农药的开发。本文研究通过构造BfmS缺失突变株和BfmRS双缺失突变株,发现相对于野生型的铜绿假单胞菌来说,BfmS缺失突变株群集运动能力显著下降。BfmS突变株产生的绿脓菌素,脓菌素和绿脓红素减少。此外,BfmS缺失突变株鼠李糖脂产量下降。这些结果用互补实验做了验证,互补菌株均能恢复或者部分恢复缺陷株的表型。进一步采用报告基因分析发现,在静态期早期,BfmS调控了rh1AB和bfmR基因的表达,BfmS缺失突变株中rh1AB表达降低。rh1AB是鼠李糖脂合成代谢路径中的关键基因。对铜绿假单胞菌的rhl群体感应系统(Quorum Sensing System)的相关调控基因的转录深入研究,发现rhlI和rh1R转录各有不同水平的降低。推测BfmRS可能是独立的或者是依赖于rhl-群体感应系统调控相关的靶基因。定点突变实验结果表明,BfmR可能通过磷酸化的方式调节靶基因。BfmS缺失突变株的中bfmR表达显著增高,结合点突变结果,BfmS可能于转录水平和翻译后修饰调控BfmR。而BfmS感应蛋白在细菌细胞内以磷酸酯酶的形式行使生物功能。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R378.991
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，本文编号：1355234
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