銅綠假單胞菌是一種重要的條件致病菌,燒傷患者和免疫力低下的病人容易受到感染。毒素-抗毒素系統(tǒng)(Toxin-antitoxin system,TA)通常由兩個共表達的基因組成,一個編碼毒素,一個編碼抗毒素。前期研究表明,銅綠假單胞菌毒素-抗毒素系統(tǒng)HigB-HigA參與高耐藥持留菌的形成,同時調(diào)控生物被膜(biofilm)形成以及Ⅲ型分泌系統(tǒng)(Type Ⅲ secretion system,T3SS)的表達。生物被膜是指銅綠假單胞菌培養(yǎng)過程,細菌粘附于接觸物表面而形成的細菌聚集膜樣物,往往與慢性感染緊密相關(guān)。Ⅲ型分泌系統(tǒng)是多種蛋白組成的針狀復合物結(jié)構(gòu),當與宿主細胞結(jié)合或被激活誘導,可以通過針頭結(jié)構(gòu)將效應因子注入宿主細胞,引起細胞殺傷,在急性感染中起重要作用。c-di-GMP全稱為環(huán)鳥苷二磷酸,是細菌內(nèi)重要的一種二級調(diào)控信號,該信號分子促進生物被膜的形成,抑制T3SS基因的表達。細菌內(nèi)c-di-GMP水平受到其合成酶與降解酶的雙重調(diào)控。在本文中,我們探索了HigB-HigA調(diào)控下游基因的途徑。通過基因水平的敲除、c-di-GMP化學含量的測定、mRNA表達水平的測定以及相關(guān)表型的測定等分子生物學及遺傳學研究,我們發(fā)現(xiàn)毒素HigB降低細胞內(nèi)c-di-GMP水平,從而抑制生物被膜的形成和提高T3SS基因的表達。通過分析已知銅綠假單胞菌內(nèi)c-di-GMP合成與降解酶的表達水平,我們發(fā)現(xiàn)通過毒素HigB上調(diào)三個負責降解c-di-GMP的基因,分別是PA2133,PA2200和PA3825。分別或同時敲除這三個基因可以弱化毒素HigB引起的生物被膜的減少和T3SS基因的表達。綜上所述,我們的研究表明HigB通過影響c-di-GMP水平調(diào)控銅綠假單胞菌的生物被膜形成以及T3SS基因的表達。
【學位單位】：南開大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：R378
【部分圖文】：

第一章 引言深入的了解。[1]這些致病因子的作用，我物的肺部感染模型中，合成、調(diào)控表達和也很低。同時這種現(xiàn)象，在多重表型的多，細胞與細胞之間的信號傳導機制中，群stem,QS)對于銅綠假單胞菌控制毒力因子分的突變株在體內(nèi)實驗中也表現(xiàn)出了低毒性同的結(jié)論，便是毒力因子是銅綠假單胞菌也勢必是將來繼續(xù)共同努力的研究方向和課一個典型的分泌者，如圖 1.1 所示，巨大的基從而發(fā)揮作用。當然，蛋白酶在其中也發(fā)株編碼的 5568 個開放閱讀框中，模式菌株 P中被列為蛋白酶。

圖 1.2 毒素-抗毒素系統(tǒng)示意圖[12].2.2.1 I 型毒素-抗毒素系統(tǒng)所有 I 型 TA 系統(tǒng)的毒素由接近于 60 個氨基酸的水解蛋白構(gòu)成，它的表控于與毒素基因表達相反的反義 RNA 的調(diào)控[13]。I 型 TA 系統(tǒng)可以由重疊的斂的基因?qū)D(zhuǎn)錄，或者由分散的、分開的基因?qū)D(zhuǎn)錄[14]。有研究發(fā)現(xiàn)，有A 系統(tǒng)，抗毒素由一個順反子編碼的反義 RNA 編碼(e.g. hok-sok,bsrG-SR4)。 TA 系統(tǒng)，抗毒素由一個反式作用的 sRNA 編碼(e.g. tisB-IstR1, shoB-ohsC)[15 型 TA 系統(tǒng)是最早在大腸桿菌 R1 質(zhì)粒中發(fā)現(xiàn)，名字為 hok-sok (負責殺傷 h抑制殺傷的 sok)，同時，它也是現(xiàn)在研究最為充分、最佳的 I 型 TA 系統(tǒng)[1 后 ， 一 系 類 其 他 的 I 型 TA 系 統(tǒng) 也 在 大 腸 桿 菌 中 ，ldr-rdl, tisB-istR1, ibs-sib, shoB-ohsC and symER[17-19]。所有的 I 型 TA 系統(tǒng)一個相同的α螺旋結(jié)構(gòu)，它被預測定位在內(nèi)膜上，毒素在細菌細胞膜上打孔而抑制 ATP 合成[20]。進而，宿主細胞的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程都被抑制，引起宿主細胞的死亡[21]。例如，TisB 可在脂雙層上打孔，最終擾亂了細胞

圖 1.3 銅綠假單胞菌生物被膜形成網(wǎng)絡示意圖[45]1.3.2 c-di-GMP 參與形成生物被膜1.3.2.1 c-di-GMP 簡介c-di-GMP 是細菌內(nèi)部一種重要的二級調(diào)控信號，全稱為雙二鳥苷酸環(huán)化酶銅綠假單胞菌中，有 40 多個基因與 c-di-GMP 的代謝有關(guān)[46]。由兩分子 GTP 在鳥苷酸環(huán)化酶催化下合成，鳥苷酸環(huán)化酶是 c-di-GMP 的重要合成酶，通常認為它有一個固定的 GGDEF 序列，負責合成 c-di-GMP。磷酸二酯酶 PDE 可將c-di-GMP 降解成 pGpG 或 GMP，它包含 HD-GYP 或 EAL 區(qū)域，負責降解c-di-GMP[46]。研究表明，銅綠假單胞菌，c-di-GMP 促進兩種胞外多糖 Psl, Pel 的合成和轉(zhuǎn)錄，也促進生物被膜黏附素 CdrA 的合成[47, 48]。CdrA 的表達量通常可作為c-di-GMP 含量的指征。黏附素 CdrA 負責在這個結(jié)構(gòu)中特異性的與 Psl 連接，以此穩(wěn)定生物被膜結(jié)構(gòu)。周質(zhì)蛋白酶 LapG，控制黏附素 CdrA 蛋白水解，從而降低 c-di-GMP 含量。同時，LapD 也是一種蛋白激酶，反過來控制 LapG 的活性
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本文編號：2849171