AHL類和AI-2類抑制劑對銅綠假單胞菌PAO1群體感應(yīng)作用的研究
發(fā)布時間:2021-07-19 14:31
近年來,抗生素濫用導(dǎo)致產(chǎn)生耐藥性細(xì)菌,在臨床上治療由耐藥菌引起的感染性疾病面臨很大挑戰(zhàn),因此尋找新型抗菌藥物具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌可通過群體感應(yīng)系統(tǒng)(Quorum Sensing,QS)調(diào)控生物被膜及毒力因子的產(chǎn)生,增加其致病性與耐藥性。因此,以QS為靶點(diǎn)的群體感應(yīng)抑制劑(Quorum Sensing Inhibitor,QSI)的研發(fā)是針對耐藥性細(xì)菌感染的新思路與新方法。銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)是醫(yī)院內(nèi)主要機(jī)會致病菌,本文分別以AHL(Acyl-homoserine Lactones,AHLs)和AI-2(autoinducer-2)類QS信號分子為靶點(diǎn)設(shè)計(jì)了系列新型化合物,分兩個部分系統(tǒng)研究了這些化合物對銅綠假單胞菌PAO1群體感應(yīng)的影響。第一部分,本文設(shè)計(jì)、合成并分析了18個新型噁唑烷酮類化合物對革蘭氏陰性菌AHL類QS的影響。首先,我們以前期工作合成的4-對氯苯氧基-N-(2-氧噁唑烷酮-3-基)-丁酰胺(ZS-12)為先導(dǎo)化合物,設(shè)計(jì)合成了系列新型噁唑烷酮類化合物,紫色色桿菌CV026為報告菌種初步篩選出化合物YXL-13具有較強(qiáng)...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
細(xì)菌形成的生物被膜[10]
第1章緒論4菌種群密度的變化,當(dāng)細(xì)菌密度達(dá)到一定的閾值后,細(xì)菌所分泌產(chǎn)生的AI信號分子也達(dá)到一定的閾值,細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)受體會感知并結(jié)合AI信號分子,進(jìn)而通過信號傳導(dǎo)來調(diào)控細(xì)菌體內(nèi)相關(guān)基因的表達(dá),如:細(xì)菌毒力因子的分泌,生物被膜的形生,生物發(fā)光等生物現(xiàn)象[32](圖1.2)。QS是細(xì)菌種內(nèi)和種間調(diào)節(jié)細(xì)菌群體行為的系統(tǒng),同時也是細(xì)菌種內(nèi)種間相互交流的共同語言[33]。因此,針對細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑(QuorumSensingInhibitor,QSI)[34]的研發(fā),為治療因細(xì)菌引起的疾病帶來了新的思路。QSI與傳統(tǒng)抗生素相比,其靶點(diǎn)和機(jī)制都不同。QSI在不殺死細(xì)菌的情況下,通過抑制細(xì)菌的QS從而減少細(xì)菌的毒性,使得細(xì)菌傳染能力下降,達(dá)到治療的效果。正是由于其對細(xì)菌生長不抑制,使得細(xì)菌不易產(chǎn)生耐藥性突變[35]。圖1.2細(xì)菌群體感應(yīng)[33]Figuer1.2Quorumsensinginbacteria細(xì)菌通過信號分子介導(dǎo)的QS來調(diào)節(jié)自身生理行為[36,37]。細(xì)菌可分泌多種信號分子,并且一種細(xì)菌可使用多種信號分子進(jìn)行“交流”。然而不同的信號分子所介導(dǎo)的QS系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制和傳導(dǎo)機(jī)制有所不同[38]。根據(jù)QS產(chǎn)生的信號分子,細(xì)菌的QS可主要分為三類[39]。第一類是革蘭氏陰性菌中由;呓z氨酸內(nèi)酯(Acyl-homoserineLactones,AHLs)所介導(dǎo)的QS;第二類是革蘭氏陽性菌中由自誘導(dǎo)肽類(AutoinducingPeptide,AIP)所介導(dǎo)的QS;第三類是普遍存在革蘭氏陰性菌與陽性菌中由自誘導(dǎo)分子AI-2(autoinducer-2,AI-2)介導(dǎo)的QS。1.2.1AHL介導(dǎo)的群體感應(yīng)系統(tǒng)以;呓z氨酸內(nèi)酯(Acyl-homoserineLactones,AHLs)作為信號分子的
第1章緒論5QS系統(tǒng)主要存在于革蘭氏陰性菌當(dāng)中如:銅綠假單胞菌、紫色色桿菌(Chromobacteriumviolaceum)[40]等。不同細(xì)菌之間可共用相同的信號分子或使用自身的信號分子[41]。AHLs由細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的LuxI蛋白酶合成并分泌到細(xì)胞外,當(dāng)信號分子達(dá)到一定的閾值后,由細(xì)胞內(nèi)的LuxR蛋白受體感應(yīng)、識別、結(jié)合信號分子,進(jìn)一步調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)[42],因此AHL類QS也稱為LuxI/LuxR型群體感應(yīng)系統(tǒng)。盡管不同的細(xì)菌產(chǎn)生的AHLs有所差別,但都是以五元的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)為主體,不同之處在于有無;鶄(cè)鏈和側(cè)鏈長短[43]。AHLs結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。圖1.3革蘭氏陰性菌的信號分子AHLs[43]Figure1.3Gram-negativebacteriaquorumsensingsignalmolecules(AHLs)作為革蘭氏陰性菌,紫色色桿菌QS系統(tǒng)由LuxI/LuxR類型蛋白調(diào)控,信號分子為AHLs。當(dāng)?shù)鞍酌窩viI產(chǎn)生的信號分子正己烷-L-高絲氨酸內(nèi)酯(N-hexanoyl-L-homoserinelactone,C6-HSL)積累到一定濃度時,以主動運(yùn)輸方式進(jìn)入細(xì)胞,與受體蛋白CviR結(jié)合,通過QS相關(guān)基因調(diào)控紫色菌素等毒力因子的產(chǎn)生[44]。人們可以利用紫色色桿菌菌落顏色深淺的變化來評估QSI對革蘭氏陰性菌QS抑制作用的強(qiáng)弱。因此,在AHL類QS相關(guān)的微生物研究中,人們往往以紫色色桿菌作為研究對象。紫色色桿菌群體感應(yīng)如圖1.4。圖1.4紫色色桿菌群體感應(yīng)系統(tǒng)[43]Figure1.4TheQuorumsensingsystemofChromabacteriumviolaceum
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型3-氨基-2-唑惡唑烷酮類化合物的合成及群體感應(yīng)抑制活性評價[J]. 曾善超,宋宏銳,肖軍海. 國際藥學(xué)研究雜志. 2016(03)
[2]細(xì)菌群體感應(yīng)及其干擾策略的研究進(jìn)展[J]. 羅利龍,婁瑞娟,邱健,宋水山. 生物學(xué)雜志. 2010(06)
[3]細(xì)菌群體感應(yīng)信號分子與抑制劑研究進(jìn)展[J]. 郭嘉亮,陳衛(wèi)民. 生命科學(xué). 2007(02)
碩士論文
[1]哈氏弧菌AI-2型群體效應(yīng)抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及生物活性研究[D]. 袁波.軍事科學(xué)院 2019
[2]金黃色葡萄球菌與銅綠假單胞菌群體增殖的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制[D]. 謝金紅.華南理工大學(xué) 2018
[3]細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及活性評價[D]. 孫琦.吉林大學(xué) 2014
[4]革蘭氏陰性菌群體感應(yīng)抑制劑的篩選與活性評價[D]. 周麗曼.中國海洋大學(xué) 2013
[5]細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑的設(shè)計(jì)、合成與生物評價[D]. 于穎穎.吉林大學(xué) 2013
[6]銅綠假單胞菌群體感應(yīng)抑制劑篩選及作用機(jī)理研究[D]. 楊宇翔.復(fù)旦大學(xué) 2012
本文編號:3290871
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
細(xì)菌形成的生物被膜[10]
第1章緒論4菌種群密度的變化,當(dāng)細(xì)菌密度達(dá)到一定的閾值后,細(xì)菌所分泌產(chǎn)生的AI信號分子也達(dá)到一定的閾值,細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)受體會感知并結(jié)合AI信號分子,進(jìn)而通過信號傳導(dǎo)來調(diào)控細(xì)菌體內(nèi)相關(guān)基因的表達(dá),如:細(xì)菌毒力因子的分泌,生物被膜的形生,生物發(fā)光等生物現(xiàn)象[32](圖1.2)。QS是細(xì)菌種內(nèi)和種間調(diào)節(jié)細(xì)菌群體行為的系統(tǒng),同時也是細(xì)菌種內(nèi)種間相互交流的共同語言[33]。因此,針對細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑(QuorumSensingInhibitor,QSI)[34]的研發(fā),為治療因細(xì)菌引起的疾病帶來了新的思路。QSI與傳統(tǒng)抗生素相比,其靶點(diǎn)和機(jī)制都不同。QSI在不殺死細(xì)菌的情況下,通過抑制細(xì)菌的QS從而減少細(xì)菌的毒性,使得細(xì)菌傳染能力下降,達(dá)到治療的效果。正是由于其對細(xì)菌生長不抑制,使得細(xì)菌不易產(chǎn)生耐藥性突變[35]。圖1.2細(xì)菌群體感應(yīng)[33]Figuer1.2Quorumsensinginbacteria細(xì)菌通過信號分子介導(dǎo)的QS來調(diào)節(jié)自身生理行為[36,37]。細(xì)菌可分泌多種信號分子,并且一種細(xì)菌可使用多種信號分子進(jìn)行“交流”。然而不同的信號分子所介導(dǎo)的QS系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制和傳導(dǎo)機(jī)制有所不同[38]。根據(jù)QS產(chǎn)生的信號分子,細(xì)菌的QS可主要分為三類[39]。第一類是革蘭氏陰性菌中由;呓z氨酸內(nèi)酯(Acyl-homoserineLactones,AHLs)所介導(dǎo)的QS;第二類是革蘭氏陽性菌中由自誘導(dǎo)肽類(AutoinducingPeptide,AIP)所介導(dǎo)的QS;第三類是普遍存在革蘭氏陰性菌與陽性菌中由自誘導(dǎo)分子AI-2(autoinducer-2,AI-2)介導(dǎo)的QS。1.2.1AHL介導(dǎo)的群體感應(yīng)系統(tǒng)以;呓z氨酸內(nèi)酯(Acyl-homoserineLactones,AHLs)作為信號分子的
第1章緒論5QS系統(tǒng)主要存在于革蘭氏陰性菌當(dāng)中如:銅綠假單胞菌、紫色色桿菌(Chromobacteriumviolaceum)[40]等。不同細(xì)菌之間可共用相同的信號分子或使用自身的信號分子[41]。AHLs由細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的LuxI蛋白酶合成并分泌到細(xì)胞外,當(dāng)信號分子達(dá)到一定的閾值后,由細(xì)胞內(nèi)的LuxR蛋白受體感應(yīng)、識別、結(jié)合信號分子,進(jìn)一步調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)[42],因此AHL類QS也稱為LuxI/LuxR型群體感應(yīng)系統(tǒng)。盡管不同的細(xì)菌產(chǎn)生的AHLs有所差別,但都是以五元的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)為主體,不同之處在于有無;鶄(cè)鏈和側(cè)鏈長短[43]。AHLs結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。圖1.3革蘭氏陰性菌的信號分子AHLs[43]Figure1.3Gram-negativebacteriaquorumsensingsignalmolecules(AHLs)作為革蘭氏陰性菌,紫色色桿菌QS系統(tǒng)由LuxI/LuxR類型蛋白調(diào)控,信號分子為AHLs。當(dāng)?shù)鞍酌窩viI產(chǎn)生的信號分子正己烷-L-高絲氨酸內(nèi)酯(N-hexanoyl-L-homoserinelactone,C6-HSL)積累到一定濃度時,以主動運(yùn)輸方式進(jìn)入細(xì)胞,與受體蛋白CviR結(jié)合,通過QS相關(guān)基因調(diào)控紫色菌素等毒力因子的產(chǎn)生[44]。人們可以利用紫色色桿菌菌落顏色深淺的變化來評估QSI對革蘭氏陰性菌QS抑制作用的強(qiáng)弱。因此,在AHL類QS相關(guān)的微生物研究中,人們往往以紫色色桿菌作為研究對象。紫色色桿菌群體感應(yīng)如圖1.4。圖1.4紫色色桿菌群體感應(yīng)系統(tǒng)[43]Figure1.4TheQuorumsensingsystemofChromabacteriumviolaceum
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型3-氨基-2-唑惡唑烷酮類化合物的合成及群體感應(yīng)抑制活性評價[J]. 曾善超,宋宏銳,肖軍海. 國際藥學(xué)研究雜志. 2016(03)
[2]細(xì)菌群體感應(yīng)及其干擾策略的研究進(jìn)展[J]. 羅利龍,婁瑞娟,邱健,宋水山. 生物學(xué)雜志. 2010(06)
[3]細(xì)菌群體感應(yīng)信號分子與抑制劑研究進(jìn)展[J]. 郭嘉亮,陳衛(wèi)民. 生命科學(xué). 2007(02)
碩士論文
[1]哈氏弧菌AI-2型群體效應(yīng)抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及生物活性研究[D]. 袁波.軍事科學(xué)院 2019
[2]金黃色葡萄球菌與銅綠假單胞菌群體增殖的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制[D]. 謝金紅.華南理工大學(xué) 2018
[3]細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及活性評價[D]. 孫琦.吉林大學(xué) 2014
[4]革蘭氏陰性菌群體感應(yīng)抑制劑的篩選與活性評價[D]. 周麗曼.中國海洋大學(xué) 2013
[5]細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑的設(shè)計(jì)、合成與生物評價[D]. 于穎穎.吉林大學(xué) 2013
[6]銅綠假單胞菌群體感應(yīng)抑制劑篩選及作用機(jī)理研究[D]. 楊宇翔.復(fù)旦大學(xué) 2012
本文編號:3290871
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