假结核耶尔森氏菌Ⅵ型分泌系统的环境适应性机制研究

发布时间：2018-01-03 18:14

  本文关键词：假结核耶尔森氏菌Ⅵ型分泌系统的环境适应性机制研究　出处：《西北农林科技大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：细菌在其生存周期和感染过程中,为应对多变的极端环境和与外界环境的物质交换,细菌进化出了七种不同类型的分泌系统,即Ⅰ-Ⅶ型分泌系统。它们能特异地分泌相关作用底物和效应蛋白,以介导特异的生物学功能来促进细菌的生长繁殖、环境适应性和致病能力。Ⅵ型分泌系统(TypeⅥsecretion system,T6SS)是近些年才发现的一种分布广泛、结构复杂的新型分泌系统。在同一细菌中具有多套不同的T6SS,这意味着其可能具有多种不同的功能:T6SS参与了细菌与宿主的相互作用、细菌之间的竞争和细菌的环境适应性等。其中T6SS对促进细菌的环境适应性是T6SS领域非常活跃的前沿研究新方向之一,揭示T6SS的环境适应性新功能在工业微生物的发酵生产、农业微生物的环境释放,病原微生物抵御宿主免疫系统攻击等方面均具有重要意义。假结核耶尔森氏菌(Y.pseudotuberculosis),是一种重要的人畜共患病原菌,可引起人类疾病。其和鼠疫耶尔森氏菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌在进化和生理生化特征上有着极高的相似性。在假结核耶尔森氏菌中含有4套T6SS,预示着该菌中T6SS功能的多样性。在前期的研究中发现其T6SS4具有环境适应性功能,但还缺少适应性机制的深入系统研究。本研究以假结核耶尔森氏菌为模式菌,以T6SS为主要研究对象,以期揭示细菌T6SS的环境适应性功能及其调控机制。主要研究结果如下:1.发现了一个离子结合型T6SS效应蛋白Yez P,其可结合锌离子并促进细菌对锌离子的获得。在逆境环境中或感染宿主过程中,多种逆境胁迫产生的活性氧介导OxyR激活T6SS4表达,T6SS4分泌效应蛋白YezP至细胞外。胞外YezP结合环境中锌离子促进了细菌对锌离子的获得,锌离子与铁离子竞争抑制芬顿反应,减少高毒性的羟基自由基的生成,最终降低逆境胁迫下活性氧的细胞毒性,增加细菌的环境适应性和致病能力。2.揭示了假结核耶尔森氏菌在逆境环境或感染宿主过程中,基于T6SS-YezP-HmuR-ZnuABC的梯度应答机制:(1)在锌离子充裕时,细菌即可通过自由扩散途径获得所需要的锌离子;(2)在锌离子缺乏但无氧化胁迫时,细菌ZnuABC系统表达,部分表达T6SS4和HmuR系统,细菌主要通过ZnuABC途径获得所需要的锌离子;(3)在锌离子缺乏且氧化胁迫时,Znu ABC系统表达的同时也伴随T6SS4和HmuR系统的高表达,高表达的T6SS4分泌效应蛋白Yez P。分泌到胞外的效应蛋白YezP结合锌离子并协助外膜受体蛋白HmuR转运锌离子到周质空间,最终锌离子经过ZnuABC系统进入胞内发挥其环境适应性功能。3.在总结现有T6SS4调控系统的基础上,发现了两个T6SS4的调控蛋白:ZntR可感受锌离子浓度直接调控T6SS4表达,以维持胞内锌离子平衡,增强细菌的逆境适应能力。HpaR响应有机氧化胁迫,直接结合于T6SS4启动子,促进基于T6SS4的细菌有机氧化适应性。本研究丰富和完善了假结核耶尔森氏菌T6SS4的环境适应性的交叉调控网络。
[Abstract]:Bacteria have evolved seven different secretory systems in order to deal with the volatile extreme environment and material exchange with the external environment in the course of their life cycle and infection. Type 鈪，

本文编号：1375017