發(fā)布時間：2020-03-28 14:06

【摘要】：幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)是一種螺旋狀的革蘭氏陰性菌,主要寄生于人胃粘膜中,長期感染可引發(fā)多種腸胃疾病,如胃炎等。幽門螺桿菌的致病性與其鞭毛介導(dǎo)的運(yùn)動性以及毒力因子的釋放能力相關(guān)。因此,研究幽門螺桿菌運(yùn)動及其致病性相關(guān)的大分子機(jī)器結(jié)構(gòu),可為幽門螺桿菌的防治策略提供信息。本文通過冷凍電鏡電子斷層成像技術(shù)(cryo-Electron Tomography,簡稱cryo-ET)對幽門螺桿菌進(jìn)行原位結(jié)構(gòu)的研究,并結(jié)合sub-tomogram average技術(shù)對幽門螺桿菌野生株以及ΔfliG、ΔfliY、ΔfliY_N突變株的鞭毛馬達(dá)原位結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析和比對分析。同時,還對幽門螺桿菌的類cag-IV型分泌系統(tǒng)(cag-T4SS like)結(jié)構(gòu),進(jìn)行了初步的原位三維結(jié)構(gòu)解析。通過這些研究,獲得了以下結(jié)果:1、獲得幽門螺桿菌的原位結(jié)構(gòu),包括內(nèi)外雙層膜、外膜包裹的鞭毛絲狀體、趨化性受體、鞭毛馬達(dá)等結(jié)構(gòu)。2、解析了野生型幽門螺桿菌鞭毛馬達(dá)的原位三維結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)顯示幽門螺桿菌鞭毛馬達(dá)的保守結(jié)構(gòu)和分布位置,包括C環(huán)、stator、rod、MS環(huán)、P環(huán)、L環(huán)等。以及幽門螺桿菌鞭毛馬達(dá)上所特有的結(jié)構(gòu)信息,如具有明顯18次對稱性的cage結(jié)構(gòu)。3、在野生型幽門螺桿菌的原位結(jié)構(gòu)中,發(fā)現(xiàn)部分未組裝完全的鞭毛結(jié)構(gòu)。并將這些未組裝完全的鞭毛結(jié)構(gòu)與組裝完全的鞭毛結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比,提出了幽門螺桿菌的鞭毛組裝模型。4、多株突變株鞭毛馬達(dá)結(jié)構(gòu)與野生型幽門螺桿菌鞭毛馬達(dá)結(jié)構(gòu)的對比結(jié)果表明,C環(huán)和可溶性輸出裝置在幽門螺桿菌鞭毛馬達(dá)上的組裝過程受FliY的C端結(jié)構(gòu)的影響。并且從結(jié)構(gòu)層面上證明了,FliG在幽門螺桿菌鞭毛馬達(dá)早期的組裝過程中起著至關(guān)重要的作用。5、在部分ΔfliY_N幽門螺桿菌突變株的原位結(jié)構(gòu)中,發(fā)現(xiàn)類似cag-T4SS pilus的管狀結(jié)構(gòu)。6、發(fā)現(xiàn)了類似cag-T4SS的結(jié)構(gòu)密度。結(jié)合sub-tomogram average技術(shù),解析了處于未感染狀態(tài)下的幽門螺桿菌類cag-T4SS的原位三維結(jié)構(gòu)。
【圖文】：

中山大學(xué)碩士學(xué)位論文system）注入到宿主細(xì)胞中，影響細(xì)胞骨架重排、細(xì)胞增殖等過程[11]。而幽門螺桿菌分泌的 VacA，為 p33 和 p55 結(jié)構(gòu)域組成的多聚體結(jié)構(gòu)，作為陰離子選擇通道。該通道會在宿主細(xì)胞內(nèi)堆積大量的弱堿物質(zhì)，從而改變細(xì)胞的滲透壓，使胞外水分大量流入，最終引發(fā)細(xì)胞空泡化[12, 13]。此外，VacA 還可以通過影響細(xì)胞周期調(diào)控基因的表達(dá)，來破壞細(xì)胞增殖和死亡的平衡，以及誘導(dǎo)宿主細(xì)胞釋放 IL-8 產(chǎn)生急性炎癥[14]。據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，目前全球約有超過一半的人感染了幽門螺桿菌，其中以發(fā)展中國家較為多見[15,16]。因此，，幽門螺桿菌致病機(jī)制相關(guān)的大分子機(jī)器的結(jié)構(gòu)研究，如鞭毛及毒力蛋白釋放機(jī)器等，對公共衛(wèi)生、安全防治及其相關(guān)疾病的治療都具有重要的價值。

圖 1-2. 細(xì)菌運(yùn)動方向的轉(zhuǎn)換[20]當(dāng)環(huán)境中沒有化學(xué)刺激物時，細(xì)菌鞭毛逆時針旋轉(zhuǎn)，細(xì)菌向前運(yùn)動，而當(dāng)細(xì)菌感知到環(huán)境中的化學(xué)刺激物中，鞭毛呈順時針旋轉(zhuǎn)，使細(xì)菌改變前進(jìn)方向。Figure 1-2. The transition of directional movements[20]Without chemical gradients in medium, flagellar rotated in counterclockwise direction andbacteria began to move forward. But when bacteria sensed chemical gradients of an attractant, ittumbled and changed movement direction.在幽門螺桿菌體內(nèi)存在的趨化性系統(tǒng)，讓其可以感應(yīng)到外界環(huán)境中的化學(xué)刺激，并通過體內(nèi)的信號通路產(chǎn)生級聯(lián)效應(yīng)，從而參與鞭毛旋轉(zhuǎn)方向的調(diào)控，最終使幽門螺桿菌成功穿過胃粘膜層。目前已知，幽門螺桿菌的趨化性受體信號系統(tǒng)的組成成分與大腸桿菌的類似，主要包含三種趨化性受體，分別為組氨酸蛋白激酶 CheA，CheW 偶聯(lián)蛋白和 CheY 調(diào)控蛋白。除此之外，幽門螺桿菌趨化性受體系統(tǒng)還包括其它三種特有的偶聯(lián)蛋白，三種跨膜趨化性受體蛋白以及一種可溶性的趨化性受體蛋白。其中，幽門螺桿菌趨化性受體系統(tǒng)特有的偶聯(lián)蛋白，分別
【學(xué)位授予單位】：中山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q93

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本文編號：2604554