白色念珠菌蛋白激酶Gin4的功能分析

发布时间：2020-05-01 03:33

【摘要】：白色念珠菌是一种常见的条件性致病真菌,是一类长期寄居在人类粘膜、皮肤、口腔、消化道、阴道等器官中的菌群。它可以以孢子体、菌丝体及假菌丝体三种形态存在。在免疫力正常的人体中,白色念珠菌可引起浅部感染,包括口腔炎、口角炎、皮肤念珠菌病、脚气病及阴道炎等。在艾滋病患者,癌症化疗患者等免疫力低下的人体内,白色念珠菌可导致深部感染,称为系统性感染,甚至危及生命。在真菌中,Gin4蛋白是Nim1蛋白激酶家族的成员之一,是一个非常重要的细胞周期调控因子,Gin4能够调控细胞的胞质分裂、septin环组装、极性生长。虽然白色念珠菌Gin4是一个全长1349个氨基酸的蛋白,但是蛋白质序列比对只发现它的N端有一个260个氨基酸的蛋白激酶区段,其C端1000多个氨基酸都没有保守的功能区段,对C端的功能研究也比较缺乏。Hof1是白色念珠菌细胞分裂的重要调节因子,Bem1是白色念珠菌中重要的极性生长调控因子。Gin4、Hof1和Bem1蛋白对白色念珠菌细胞形态发生都发挥着重要作用。本实验室前期通过免疫共沉淀实验发现Gin4分别与Hof1、Bem1蛋白在体内具有相互作用,为了进一步验证上述结果,本研究进行了融合蛋白体外结合实验,结果表明Gin4的C端区段Gin4-CT1(氨基酸1051-1349)可以结合到Hof1的C端区段(氨基酸300-599),说明Gin4与Hof1蛋白在体外具有相互作用;Gin4的C端区段Gin4-CT1(氨基酸1051-1349)可以结合到Bem1的C端区段(氨基酸301-632),说明Gin4与Bem1蛋白在体外具有相互作用。为了进一步验证Gin4与Hof1在功能上是否相互影响,分别构建了Gin4关闭菌株、Gin4敲除菌株和Hof1敲除菌株,形态学观察发现,野生型细胞呈椭圆形的酵母态,Gin4敲除菌和Hof1敲除菌株细胞呈假菌丝生长,细胞不能正常分裂。形态学观察Gin4关闭菌株,细胞形态与敲除菌相似。在Gin4敲除菌中过表达Hof1蛋白,Gin4敲除菌的细胞形态与野生型细胞的形态相似,即呈椭圆形的酵母形态;在Gin4关闭菌株中过表达Hof1蛋白,几乎完全恢复了Gin4关闭菌的形态缺陷,呈椭圆形的酵母形态。同样地,在Hof1敲除菌中过表达Gin4蛋白时,Hof1敲除菌的生长形态与野生型菌株类似,呈椭圆形的酵母形态。这些结果充分证明Gin4与Hof1在不仅具有直接的相互作用,而且在功能上可以互补。为了进一步验证Gin4与Bem1在功能上是否相互影响,对Gin4-GFP在Bem1 on菌株和Bem1 shut off菌株中的分布进行了观察,结果表明在Bem1 on菌株中Gin4-GFP分布在细胞的芽颈处,这一结果与前期报道一致。在Bem1 shut off菌株中Gin4-GFP虽然在小部分细胞中仍然可以分布在芽颈处,但是在大多数细胞中无法观察到Gin4-GFP的荧光分布,说明Bem1直接影响Gin4的极性分布。综合上述,本研究从以下几个方面对Gin4与Hof1之间的相互作用进行了验证。首先,通过免疫共沉淀和质谱分析实验发现Gin4和Hof1形成一个稳定的复合体(本实验室前期研究结果);其次,通过融合蛋白体外结合实验,发现Gin4-CT1051-1349可以直接结合到Hof1-CT300-599;第三,在Gin4关闭菌或敲除菌中过表达Hof1蛋白,几乎可以完全恢复Gin4关闭菌或敲除菌的形态缺陷;最后,在Hof1敲除菌中过表达Gin4蛋白,也几乎可以完全恢复Hof1敲除菌的形态缺陷。这些结果充分证明Gin4和Hof1不仅具有直接的相互作用,而且在功能上可以互补。由于Hof1是白色念珠菌细胞分裂的重要调节因子,所以Gin4在白色念珠菌细胞分裂过程中也发挥着重要的调节作用。此外,本研究也通过融合蛋白体外结合实验和观察Gin4-GFP在Bem1关闭菌株中的荧光分布进一步验证了Gin4和Bem1之间的相互作用。Bem1是白色念珠菌中重要的极性生长调控因子,这些结果表明Gin4在白色念珠菌极性生长过程中也发挥着重要作用。
【图文】：

白色念珠菌（ＣｍＡ而又称白色假丝酵母菌，，是一种常见的条件逡逑性致病真菌，是一类长期寄居在人类粘膜、皮肤、口腔、消化道、阴道等器官中逡逑的菌群⑴。白色念珠菌是一种多态性真菌，可以生长为卵形的芽殖酵母（图１．１），逡逑平行壁真菌丝（图１．２）或作为在隔膜收缩的细长椭球细胞（假菌丝）（图１．３）。逡逑图ｉ．ｉ酵母态逡逑Ｆｉｇ．ｌ．ｌ邋Ｙｅａｓｔ逡逑画逡逑图１．２菌丝态逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｈｙｐｈａｅ逡逑图１．３假菌丝态逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｐｓｅｕｄｏｈｙｐｈａｅ逡逑在免疫力正常的人体中，白色念珠菌可引起浅部感染，包括皮肤念珠菌病、逡逑口腔炎、口角炎、中枢神经念珠菌病、脚气病及阴道炎等。在艾滋病患者、癌逡逑１逡逑

白色念珠菌（ＣｍＡ而又称白色假丝酵母菌，是一种常见的条件逡逑性致病真菌，是一类长期寄居在人类粘膜、皮肤、口腔、消化道、阴道等器官中逡逑的菌群⑴。白色念珠菌是一种多态性真菌，可以生长为卵形的芽殖酵母（图１．１），逡逑平行壁真菌丝（图１．２）或作为在隔膜收缩的细长椭球细胞（假菌丝）（图１．３）。逡逑图ｉ．ｉ酵母态逡逑Ｆｉｇ．ｌ．ｌ邋Ｙｅａｓｔ逡逑画逡逑图１．２菌丝态逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｈｙｐｈａｅ逡逑图１．３假菌丝态逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｐｓｅｕｄｏｈｙｐｈａｅ逡逑在免疫力正常的人体中，白色念珠菌可引起浅部感染，包括皮肤念珠菌病、逡逑口腔炎、口角炎、中枢神经念珠菌病、脚气病及阴道炎等。在艾滋病患者、癌逡逑１逡逑
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R379.4

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本文编号：2646504