群感效應(yīng)（quorum sensing,QS）是指微生物細(xì)胞通過感應(yīng)細(xì)胞外信號分子的濃度從而感知菌群密度的大小,并依賴信號分子的濃度來調(diào)控基因表達(dá)的一種交流機(jī)制。金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）與銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）分別是革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌中典型的食源性致病菌,二者的QS系統(tǒng)在不同情況下的群體增殖中表現(xiàn)出競爭和協(xié)同作用,與毒素分泌、耐藥性及被膜形成相關(guān)。本文中,筆者分別介紹了金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌的群感效應(yīng)系統(tǒng),并概述了群感效應(yīng)在兩種微生物群體增殖中的作用,由于多種微生物種間關(guān)系調(diào)控和交流機(jī)制較為復(fù)雜,對兩種微生物群體增殖特性和相互作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。 

【文章來源】：生物加工過程. 2020,18(02)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

金黃色葡萄球菌QS agr系統(tǒng)示意[8]

銅綠假單胞菌的QS系統(tǒng)相互作用，形成了復(fù)雜而精細(xì)的級聯(lián)調(diào)控關(guān)系(圖3)。LasI/LasR系統(tǒng)位于級聯(lián)調(diào)控系統(tǒng)的頂端，在銅綠假單胞菌種群數(shù)量達(dá)到閾值時(shí)[18,38]，形成的LasR-OdDHL復(fù)合物能激發(fā)Rhl I/RhlR系統(tǒng)和PQS系統(tǒng)，從而顯現(xiàn)出逐步激活層級系統(tǒng)的特點(diǎn)[39]。Rhl I/RhlR系統(tǒng)和PQS系統(tǒng)受LasI/LasR系統(tǒng)調(diào)控的同時(shí)，也存在相互調(diào)控，PQS系統(tǒng)促進(jìn)Rhl I/RhlR系統(tǒng)表達(dá)，但PQS的合成受RhlI/RhlR系統(tǒng)抑制。RhlR-BHL復(fù)合物不僅能正調(diào)控其本身，同時(shí)能反過來正調(diào)控LasI/LasR系統(tǒng)[20]。PQS系統(tǒng)對LasI/LasR系統(tǒng)的表達(dá)也有促進(jìn)作用。IQS系統(tǒng)上連LasI/LasR系統(tǒng)，下接RhlI/RhlR及PQS系統(tǒng)。正常狀態(tài)下，IQS系統(tǒng)受LasI/LasR系統(tǒng)緊密調(diào)控，但當(dāng)細(xì)菌處于磷酸鹽缺乏的環(huán)境中時(shí)，IQS系統(tǒng)被激活，部分代替LasI/LasR系統(tǒng)的功能來調(diào)節(jié)毒力因子的產(chǎn)生。IQS系統(tǒng)生物合成的中斷會使Rhl I/RhlR及PQS系統(tǒng)麻痹，并減弱細(xì)菌的毒力。3 金黃色葡萄球菌與銅綠假單胞菌群體增殖中的群感效應(yīng)

PQS系統(tǒng)的信號分子是2-庚基-3-羥基-4-喹諾酮(PQS),Pesci等[29]發(fā)現(xiàn)野生型銅綠假單胞菌PAO1的上清液能誘導(dǎo)lasR缺陷株中l(wèi)asB表達(dá)，這證明了PQS系統(tǒng)的存在。pqs操縱子(pqsABCD)、phnAB和pqsH共同參與了PQS的合成[30-31]。首先PqsA活化鄰氨基苯甲酸形成鄰氨基苯酰-輔酶A，隨后鄰氨基苯甲酸在PqsBCD作用下轉(zhuǎn)化為PQS的前體2-庚基-4-喹諾酮(HHQ)[32]。HHQ可以在PqsH作用下轉(zhuǎn)化為PQS，也可以在PqsL作用下轉(zhuǎn)化為N-氧化物，以4-羥基-2-庚喹諾酮-N-氧化物(HQNO)最為常見(圖2)。pqs操縱子啟動區(qū)域的表達(dá)受LasI/LasR系統(tǒng)調(diào)控[2,32-33]，也能被PqsR轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的直接結(jié)合而控制。目前已知綠膿菌素(PhzABCDEFG)、彈性蛋白酶(LasB)、PA-IL凝集素(LecA)和鼠李糖脂(Rhl AB)、氫氰酸[34-36]等毒素的生成與PQS系統(tǒng)的控制有關(guān)。在囊性纖維化病人的痰液、支氣管肺泡液和膿液中，常檢出PQS和其前體物質(zhì)HHQ和衍生物HQNO，因此推測三者具有相似的致毒和感染功能。2013年，Lee等[37]報(bào)道了一個(gè)新的QS系統(tǒng)———IQS系統(tǒng)。abmBCDE基因簇編碼信號分子IQS的產(chǎn)生，當(dāng)IQS與對應(yīng)的受體IqsR結(jié)合時(shí)，啟動IQS系統(tǒng)。他們還發(fā)現(xiàn)，抗代謝物L(fēng)-2-氨基-4-甲氧基-反式-3-丁烯酸(AMB)的合成與IQS系統(tǒng)有關(guān)，通過敲除ambB、PQS合酶基因pqsA或C4HSL合酶基因rhl I后，只能分別通過添加PQS和C4HSL來恢復(fù)ΔpqsA和Δrhl I中的AMB的合成，而不能通過添加IQS來恢復(fù)。這些發(fā)現(xiàn)表明，AMB的生物合成受IQS通過Rhl I/RhlR系統(tǒng)和PQS系統(tǒng)的調(diào)控，這與其他毒力特性(如產(chǎn)黃素)相似[37]。該系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測細(xì)菌種群密度，而且還可以承載磷酸鹽限制的脅迫。

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]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



本文編號：3230499