AI-2對鴨疫里默氏桿菌生物學功能調(diào)控的研究
發(fā)布時間:2020-11-15 15:20
鴨疫里默氏桿菌病曾被稱為鴨疫巴氏桿菌(Pasterurella anatispestifer,PA)病、鴨傳染性漿膜炎(Infectious serositis)等,引起該病的病原是鴨疫里默氏桿菌(Riemerella anatipestifer,RA),感染鴨、鵝、火雞等多種動物。該病目前已成為危害養(yǎng)鴨業(yè)的主要疾病之一,不僅因為引起鴨高發(fā)病率和高死亡率而造成嚴重的直接經(jīng)濟損失,而且還因為飼料轉化率低和生長發(fā)育遲緩等而帶來嚴重的間接經(jīng)濟損失。細菌曾被認為是獨立生活的單細胞生物,但是最近的研究表明密度感應系統(tǒng)(quorum sensing,QS)普遍存在于細菌中,尤其是LuxS/AI-2型密度感應系統(tǒng)既存在于革蘭氏陽性菌中,也存在于革蘭氏陰性菌中,通過分泌通用信號分子AI-2來介導細菌種內(nèi)及種間的信息交流。該系統(tǒng)參與調(diào)控細菌的眾多生理功能,包括生物被膜形成、毒力因子調(diào)控等。本研究首次報道了RA的LuxS/AI-2型密度感應的相關情況,包括以下5個部分內(nèi)容: 1.鴨疫里默氏桿菌AI-2信號分子檢測方法的建立 本研究首先通過優(yōu)化哈維弧菌(Vibrio harveyi)BB170報告菌株檢測法建立并穩(wěn)定了RA上清中AI-2的檢測方法,之后對實驗室保存的34株RA的AI-2產(chǎn)生情況進行檢測,檢測結果發(fā)現(xiàn)該34株RA都不產(chǎn)生AI-2。本研究首次報道RA不產(chǎn)生AI-2,為進一步研究奠定了基礎。 2. RA對外源AI-2內(nèi)化能力的驗證及AI-2對RA生長速率的影響 本研究通過BB170報告菌株生物發(fā)光檢測法檢測RA的AI-2的內(nèi)化現(xiàn)象,并通過測定OD600來檢測外源添加的AI-2對RA生長速率的影響。結果發(fā)現(xiàn)RA自身不產(chǎn)生AI-2,但是可以識別和內(nèi)化AI-2,同時外源添加的AI-2對RA的生長速率沒有影響。本研究為進一步研究AI-2對RA生理功能的影響奠定了基礎。 3. AI-2對RA生物被膜形成及其轉錄水平的影響 本實驗首先通過結晶紫染色法進行檢測AI-2對CH3生物被膜形成能力的影響,并通過real-time PCR來檢測AI-2對RA生物被膜形成最為相關的18個基因轉錄水平的調(diào)控。結果表明,AI-2對CH3菌株的生物被膜形成能力具有抑制作用,并且該抑制作用具有濃度依賴性,同時外源添加AI-2后使得大多數(shù)相關基因的轉錄水平下調(diào)。進一步表明AI-2參與調(diào)控RA眾多生理功能。 4. AI-2對RA粘附侵襲Vero細胞及其相關基因轉錄水平的影響 本實驗在CH3對Vero細胞粘附侵襲的實驗中添加不同濃度的AI-2研究其影響,之后利用real-time PCR來檢測相關的7個基因轉錄水平的影響。結果表明,AI-2濃度為18.4μmol/L時,AI-2對CH3粘附Vero細胞的抑制性最強,為62%,當AI-2濃度為184.0μmol/L時,AI-2對CH3侵襲Vero細胞的促進性最強為194%。real-time PCR結果表明AI-2對部分基因的轉錄有促進作用,對部分基因的轉錄有抑制作用。 5. RA mtan基因參與AI-2合成的功能驗證 本實驗先構建了大腸桿菌DE17的pfs缺失株DE17-△pfs,之后將RACH3的mtan基因?qū)朐撊笔е曛。結果表明,導入mtan基因的DE17-△pfs恢復了產(chǎn)生AI-2的能力。這說明RA的mtan基因具有潛在的合成AI-2的能力。為進一步研究RA的mtan基因的功能奠定了基礎。
【學位單位】:中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2013
【中圖分類】:S858.32
【部分圖文】:
學院碩士學位論文 第特征顯然使得信號的產(chǎn)生具有特異性。因此,每個 LuxI 蛋白都產(chǎn)生正確的高。有許多 LuxI 樣蛋白能夠產(chǎn)生多種 AHLs,但是是否所有產(chǎn)生的 AHLs 都具有而知(Marketon et al.,2002)。LuxR 蛋白的結構分析說明它也擁有一個特異的酰個 LuxR 都只與它同型的信號分子結合并被其激活(Vannini et al.,2002)。因此,生環(huán)境下存在著多種 AHL 信號分子,每種細菌都能辨別、評估和回應自身產(chǎn)要的是,細菌很少專門依賴于一種 LuxIR 密度感應系統(tǒng)。相反,細菌常常利用 系統(tǒng)以及其他類型的密度感應系統(tǒng)。
處理和修飾是伴隨著分泌同時進行的。雖然關于這些分子的生化屬性還知之甚大多數(shù)密度感應肽信號分子都是通過較大的肽前體物質(zhì)裂解而來的,之后再通酯,硫代內(nèi)酯環(huán),羊毛硫氨酸以及異戊二烯基基團(Ansaldi et al.,2002; Booth ett al.,1999; Nakayama et al.,2001)。許多革蘭氏陽性細菌通過多種肽類物質(zhì)及其他信號分子共同來進行信息交流。非常有意思的例子是存在于金黃色葡萄球菌中的肽類密度感應,金黃色葡萄球一種對人體無害的溫和共生菌,但是當它滲透進入宿主組織中變成了一種嚴重eus 利用兩步策略來引起疾。寒敿毎芏容^低時,細菌表達促進細菌粘附和定而當細胞密度高時,細菌抑制這些通路,促發(fā)了毒素和蛋白酶的分泌,普遍認傳播的必不可少的。這個基因表達策略的轉換是由 Agr 密度感應系統(tǒng)來調(diào)控的色葡萄球菌的 argD 編碼的自體誘導肽 AIP(Ji et al.,1995),以及一個雙組分激酶gRA 組成(Novick et al.,1995)。AgrB 蛋白將硫代內(nèi)酯環(huán)運輸出細胞膜并將其附 AIPs 上(Saenz et al.,2000)。AIP 與 AgrC 的結合導致了 AgRA 的磷酸化。磷酸化個叫做RNAⅢ的調(diào)控RNA的表達(Novick et al.,1993),從而抑制了細胞粘附因子泌因子的表達;罨 Agra 也誘導了 agrBDCA 的表達。這導致了 AIP 水平的細胞群體由低細胞密度狀態(tài)轉為高細胞密度狀態(tài)(Novick et al.,1995)。
7圖 1.4 AI-2 是由 DPD 衍生的可相互轉換的一個分子家族Fig. 1.4 AI-2 is a family of interconverting molecules derived from DPD.Vibrio harveyi AI-2 is S-THMF-borate andSalmonella typhimurium AI-2 is R-THMF. Figure from Miller et al. 2004.因為硼的生物學功能知之甚少,所以在 V.harveyi 的 AI-2 中硼的發(fā)現(xiàn)是非常令人震驚的。然,硼以高濃度存在于海洋環(huán)境中,所以硼在 V.harveyi 的 AI-2 中存在是理所當然的。顯而易見是陸地環(huán)境中硼的濃度很低,所以硼基本不可能是 S. typhimurium 中 AI-2 的元素。重要的是,化學物質(zhì)處在快速的轉化和平衡中。而且,通過改變硼的濃度可以改變每個分子的濃度。比如,在前體物 DPD 中添加硼可以使 V.harveyi 的 AI-2 的生成大大超過 S. typhimurium 的 AI-2。這轉換具有生物學相關性,因為補充了硼的 DPD 可以使 V.harveyi 產(chǎn)生最大的發(fā)光強度,但是同
【參考文獻】
本文編號:2884909
【學位單位】:中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2013
【中圖分類】:S858.32
【部分圖文】:
學院碩士學位論文 第特征顯然使得信號的產(chǎn)生具有特異性。因此,每個 LuxI 蛋白都產(chǎn)生正確的高。有許多 LuxI 樣蛋白能夠產(chǎn)生多種 AHLs,但是是否所有產(chǎn)生的 AHLs 都具有而知(Marketon et al.,2002)。LuxR 蛋白的結構分析說明它也擁有一個特異的酰個 LuxR 都只與它同型的信號分子結合并被其激活(Vannini et al.,2002)。因此,生環(huán)境下存在著多種 AHL 信號分子,每種細菌都能辨別、評估和回應自身產(chǎn)要的是,細菌很少專門依賴于一種 LuxIR 密度感應系統(tǒng)。相反,細菌常常利用 系統(tǒng)以及其他類型的密度感應系統(tǒng)。
處理和修飾是伴隨著分泌同時進行的。雖然關于這些分子的生化屬性還知之甚大多數(shù)密度感應肽信號分子都是通過較大的肽前體物質(zhì)裂解而來的,之后再通酯,硫代內(nèi)酯環(huán),羊毛硫氨酸以及異戊二烯基基團(Ansaldi et al.,2002; Booth ett al.,1999; Nakayama et al.,2001)。許多革蘭氏陽性細菌通過多種肽類物質(zhì)及其他信號分子共同來進行信息交流。非常有意思的例子是存在于金黃色葡萄球菌中的肽類密度感應,金黃色葡萄球一種對人體無害的溫和共生菌,但是當它滲透進入宿主組織中變成了一種嚴重eus 利用兩步策略來引起疾。寒敿毎芏容^低時,細菌表達促進細菌粘附和定而當細胞密度高時,細菌抑制這些通路,促發(fā)了毒素和蛋白酶的分泌,普遍認傳播的必不可少的。這個基因表達策略的轉換是由 Agr 密度感應系統(tǒng)來調(diào)控的色葡萄球菌的 argD 編碼的自體誘導肽 AIP(Ji et al.,1995),以及一個雙組分激酶gRA 組成(Novick et al.,1995)。AgrB 蛋白將硫代內(nèi)酯環(huán)運輸出細胞膜并將其附 AIPs 上(Saenz et al.,2000)。AIP 與 AgrC 的結合導致了 AgRA 的磷酸化。磷酸化個叫做RNAⅢ的調(diào)控RNA的表達(Novick et al.,1993),從而抑制了細胞粘附因子泌因子的表達;罨 Agra 也誘導了 agrBDCA 的表達。這導致了 AIP 水平的細胞群體由低細胞密度狀態(tài)轉為高細胞密度狀態(tài)(Novick et al.,1995)。
7圖 1.4 AI-2 是由 DPD 衍生的可相互轉換的一個分子家族Fig. 1.4 AI-2 is a family of interconverting molecules derived from DPD.Vibrio harveyi AI-2 is S-THMF-borate andSalmonella typhimurium AI-2 is R-THMF. Figure from Miller et al. 2004.因為硼的生物學功能知之甚少,所以在 V.harveyi 的 AI-2 中硼的發(fā)現(xiàn)是非常令人震驚的。然,硼以高濃度存在于海洋環(huán)境中,所以硼在 V.harveyi 的 AI-2 中存在是理所當然的。顯而易見是陸地環(huán)境中硼的濃度很低,所以硼基本不可能是 S. typhimurium 中 AI-2 的元素。重要的是,化學物質(zhì)處在快速的轉化和平衡中。而且,通過改變硼的濃度可以改變每個分子的濃度。比如,在前體物 DPD 中添加硼可以使 V.harveyi 的 AI-2 的生成大大超過 S. typhimurium 的 AI-2。這轉換具有生物學相關性,因為補充了硼的 DPD 可以使 V.harveyi 產(chǎn)生最大的發(fā)光強度,但是同
【參考文獻】
相關期刊論文 前1條
1 郭玉璞;陳德威;范國雄;劉瑞萍;;北京鴨小鴨傳染性漿膜炎的調(diào)查研究[J];畜牧獸醫(yī)學報;1982年02期
本文編號:2884909
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