隨著工業(yè)的快速發(fā)展和人類生活水平的提高,各類抗生素被使用并逐漸在環(huán)境中積累,也導致了攜帶抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的菌株的出現(xiàn),細菌獲得抗藥性后,本來對其有效的抗生素失去功效。抗生素抗藥性給人類健康造成了極大的威脅,由此引發(fā)的生態(tài)風險更是引人關(guān)注�？股乜剐曰虻膩碓�、轉(zhuǎn)移和控制已成為人們關(guān)注的焦點。四環(huán)素和氨芐西林作為兩種最常見的抗生素,在養(yǎng)殖和醫(yī)療等方面被廣泛使用,普遍殘留在地表水和土壤中,最終殘留的抗生素可能導致抗生素抗性菌的產(chǎn)生。高嶺石作為一種來源廣泛、價格低廉、環(huán)境友好且物化性質(zhì)穩(wěn)定的粘土礦物,在微生物友好性方面有廣闊研究前景。本文主要研究結(jié)論如下:1、以四環(huán)素為誘導劑,通過亞抑菌濃度四環(huán)素處理,得到由敏感菌株到獲得抗性的菌株,研究了四環(huán)素對大腸桿菌產(chǎn)生抗生素抗性基因的影響,采用同位素標記相對和絕對定量技術(shù)(isobaric tags for relative and absolute quantification,iTRAQ),分析四環(huán)素處理前后,大腸桿菌總蛋白差異表達情況。結(jié)果表明,大腸桿菌經(jīng)過亞抑菌濃度的四環(huán)素誘導,20天后可由敏感轉(zhuǎn)至耐藥,表明環(huán)境中的低濃度四環(huán)素的刺激對大腸桿菌耐藥性的形成影響較大。并且,檢測到四環(huán)素抗性基因tetA,tetE和tetZ,β-內(nèi)酰胺類抗性基因blaTEM和blaFOX,多重耐藥性基因acrA,marA和marR。蛋白結(jié)果表明大腸桿菌在四環(huán)素脅迫下以特定的節(jié)能存活模式,通過誘導細胞防御和修復(fù)系統(tǒng)來應(yīng)對環(huán)境壓力,并表現(xiàn)出對離子傳輸?shù)膰栏裾{(diào)節(jié),來抵抗四環(huán)素毒性的影響。研究結(jié)果為進一步解析環(huán)境中抗生素脅迫的抗性機制提供了參考。2、通過檢測了在存在或不存在高嶺石的情況下暴露于亞MIC(最小抑制濃度)抗生素15天后ARGs在大腸桿菌中的表達。實時熒光定量PCR結(jié)果表明,大腸桿菌粘附高嶺石的8個靶基因的表達水平相對降低,MIC結(jié)果也表明其最終的抗性低于不含高嶺石培養(yǎng)的菌株。通過FTIR、XRD、XPS、和SEM的結(jié)果揭示了大腸桿菌和高嶺石之間的密切關(guān)系以及獨特的界面相互作用。此外,在報告中進一步分析差異蛋白質(zhì)表達以檢測與ARGs突變相關(guān)的蛋白質(zhì)和基因,然后在低劑量氨芐青霉素脅迫下鑒定細胞生長和代謝的潛在機制以闡明高嶺石在該過程中的作用。通過分子機制分析發(fā)現(xiàn),當高嶺石附著細胞受到脅迫時,氨芐西林向周質(zhì)空間的遷移量減少,細菌的氧化還原代謝得到促進,以對抗惡劣的環(huán)境。此外,細胞在核糖體蛋白的作用下合成相關(guān)的肽或蛋白質(zhì)以防止毒性損傷。因此,這項工作不僅為細胞對抗生素應(yīng)激的反應(yīng)提供了新的見解,而且還提出了減緩氨芐西林抗生素引起的耐藥性的方法。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：Q933;X50
【部分圖文】：

第一章 緒論因表達模式和代謝，抵抗低劑量抗生素應(yīng)激，從而抑制基因突變的產(chǎn)生和減少和傳播的可能性。為了證實這一推測，本研究首先檢測了在存在或不存在高下暴露于亞 MIC 的氨芐西林后 ARG 在大腸桿菌中的表達一段時間。β-內(nèi)酰，最廣泛使用的抗生素之一[50]，通過干擾細菌細胞壁肽聚糖中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)擾細菌細胞中的細胞壁交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在本研究中氨芐西林被用作模型抗生素。嶺石的作用，將其分為兩個實驗組，一個是細菌 - 高嶺石復(fù)合物組，另一組，兩組在相同條件下暴露于氨芐西林 15 天。結(jié)果通過基因的相對定量表達和勢顯示。接下來，比較細菌 - 高嶺石復(fù)合物與單細菌之間的界面相互作用還通過 iTRAQ 分析暴露于氨芐西林之前和之后細胞的差異蛋白質(zhì)譜。研究技術(shù)路線如圖 1-1 所示：

圖 2-1 氨芐西林（a）和四環(huán)素（b）的分子結(jié)構(gòu)圖Fig. 2-1 Molecular structure diagram of ampicillin (a) and tetracycline (b)2.1.3 實驗儀器實驗所需儀器設(shè)備見表 2-2：表 2-2 主要的實驗儀器Table 2-2 The main instruments of the experimental儀器 型號 生產(chǎn)廠家電子天平 FA1104 上海天平儀器廠pH 計 PHS-3C 上海精密科學儀器有限公臺式電熱恒溫鼓風干燥箱 DHG-9023A 上海齊欣科學儀器有限公低速離心機 TD5M-WS 上海盧湘儀離心機儀器有限

華南理工大學碩士學位論文3.2 四環(huán)素誘導的實驗結(jié)果3.2.1 MIC 的變化結(jié)果誘導前野生型大腸桿菌的 MIC 為 2μg/ml，判定為敏感（MIC 小于 16μg/ml 判定為敏感）。圖 3-1 所示，經(jīng)過 6 天誘導后 MIC 為 8μg/ml，并在接下來 6 天的誘導都保持MIC 為 8μg/ml。在第 14 天，MIC 為 16μg/ml，處于敏感和抗性判斷的臨界值，第 20 天時，MIC 為 32μg/ml，為對四環(huán)素的抗性菌株。在低濃度四環(huán)素環(huán)境下誘導的過程中可以發(fā)現(xiàn)當MIC 上升到8μg/ml時，較難上升，該MIC 值保持了8天后繼續(xù)上升到16μg/mL并在 6 天后達到 32μg/mL。這說明野生型大腸桿菌在受到低濃度四環(huán)素脅迫時，開始時耐受性提高的較快，到抗性臨界點附近時保持了較長時間的穩(wěn)定耐受值，但隨著時間繼續(xù)延長也會產(chǎn)生抗性。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 舒為群;;抗生素環(huán)境污染及環(huán)境微生物耐藥狀況[J];中華預(yù)防醫(yī)學雜志;2008年06期

本文編號：2859339