環(huán)鳥苷二磷酸（c-di-GMP）是廣泛存在于細菌中一種重要的第二信使分子,在銅綠假單胞菌中,主要參與細菌的運動粘附行為及生物被膜形成的調節(jié)。隨著合成生物學特別是光響應系統(tǒng)的發(fā)展,以環(huán)鳥苷二磷酸為對象的相關應用型研究也越來越多。本文的第一部分主要以環(huán)鳥苷二磷酸為對象,通過設計構造了單色光響應和雙色光響應兩套系統(tǒng),在利用單色光響應系統(tǒng)實現對單細菌的追蹤操縱后,通過進一步的優(yōu)化并建立雙色光響應系統(tǒng),利用靜態(tài)圖案化投影技術,經過對實驗體系、實驗條件的不斷優(yōu)化測試,最終實現了活細菌生物被膜的定向生物打印,并成功地實現了可逆的生物打印。由于工程菌種具有很強的可改造性,光響應系統(tǒng)的建立為研究新型抗菌表面、新型活細菌生物材料及其他應用領域提供了新的方法和思路。而本文的第二部分主要基于三色熒光報告系統(tǒng)設計了一套精準定量細胞內重復片段刪除率的新方法,即三色熒光成像重復片段刪除事件計數器（Three-color Fluorescent based Deletion Events Counter,TFDEC）,經過聚合酶鏈式反應（PCR）以及進一步測序的方法驗證了該系統(tǒng)的準確性。利用該系統(tǒng)建立的新方法,可以快... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：125 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

C-di-GMP單體和二聚體的化學結構和三維結構

C-di-GMP的合成與分解

華中科技大學博士學位論文5圖1.3C-di-GMP的結合效應蛋白[26]。Figure1.3Effectorofc-di-GMPbinding.1.1.3環(huán)鳥苷二磷酸對生物被膜的調控C-di-GMP廣泛地調控細菌的浮游與生物被膜生活方式的轉變[27]。當c-di-GMP水平低時，細菌趨向于個體的運動，而當c-di-GMP水平升高時，細菌的胞外多糖分泌增加，運動受限，能夠最終促進細菌黏附于表面，形成生物被膜。C-di-GMP參與調控細菌的菌毛、鞭毛的自組裝及活性，包括調控鞭毛基因的表達[16,23]、運動馬達的自組裝[28,29]和功能[17,30]。例如在大腸桿菌（Escherichiacoli）和沙門氏菌（Salmonellaenterica）中，上調的c-di-GMP分子通過YcgR蛋白來影響鞭毛轉子和定子的相互作用，而同時表達的PDE蛋白PdeH和鞭毛基因來阻斷YcgR的活性從而促進細菌的運動[17,31,32]。當細菌接觸表面后，將快速地改變自身的行為：分泌黏附蛋白，激活胞外聚合物（EPS）的分泌，從而促進微菌落的形成。C-di-GMP通過轉錄調節(jié)[33]、翻譯調節(jié)[34]和翻譯后調節(jié)[35]全程參與黏附行為的調控。例如，銅綠假單胞菌胞外聚合物如PSL、PEL，黏附蛋白CdrA、CdrB以及海藻酸鹽等的分泌激活都是受到c-di-


本文編號：3142697