革兰氏阴性细菌Ⅵ型分泌系统的研究进展

细菌的Ⅵ型分泌系统(T6SS)参与了细菌与细菌间、细菌与宿主间的相互作用,在细菌的存活及致病中发挥着重要的作用。本研究中综述了细菌T6SS的发现与命名、结构与组成,调控机制(Fur、σ54依赖性激活因子、表面缔合、群体感应)与作用机制的最新研究进展,并对其下一步的研究方向进行展望。本研究结果可为深入研究细菌T6SS在细菌间及细菌与宿主间的作用机制,研制基于T6SS的疫苗或靶向药物,寻找对细菌T6SS有效的防控措施提供参考。     

副溶血性弧菌Ⅲ型分泌系统与Ⅵ型分泌系统的研究进展

副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)是一种常见的革兰氏阴性细菌,主要分布在海洋、海口和河口沉积物中,能够引起人急性肠胃炎、伤口感染和败血症,同时危害水产品养殖业。由该菌引起的食物中毒事件在全世界范围内频繁发生,该菌被认为是微生物性食物中毒的主要病原菌之一。影响副溶血性弧菌致病性的毒力因素包括溶血素、黏附因子、分泌系统等,尤其在分泌系统中,Ⅲ型分泌系统(TypeⅢsecretion systems, T3SS)和Ⅵ型分泌系统(T6SS)与副溶血性弧菌致病性密切相关。T3SS是一种多亚基针状结构,将分泌蛋白通过供体细胞质直接注入受体细胞质;T6SS是一种接触依赖性蛋白分泌装置,将毒素直接注入目标细胞内。通过对Ⅲ型分泌系统和Ⅵ型分泌系统的研究进展进行梳理,从这两种分泌系统的结构出发,并对其功能和调控机制分别进行分析比较,指出了二者在效应蛋白及产生毒素上的不同,找出了二者与副溶血性弧菌定植的关系,以期通过这两者的联系进而深入了解副溶血性弧菌的致病机制,为防治该菌提供科学指导。     

细菌IV型分泌系统结构的研究进展

革兰氏阴性菌的IV型分泌系统（T4SS）是一个由ATP供能,多种蛋白质复合构成的体系,该体系能够跨过整个细胞外膜、分泌大量底物。详细阐述了T4SS组成元件的结构,如底物转运通道、核心复合物、外膜复合物、内膜复合物、菌毛等。T4SS更大组成元件、其他结构、组成元件间相互作用的机理等有待进一步研究。     

植物病原细菌Ⅲ型分泌系统及Pseudomonas syringae pv.tomato的信号分子分泌研究进展

Ⅲ型分泌系统在植物病原细菌与寄主互作中起重要作用,许多革兰氏阴性致病菌通过该系统将效应蛋白注入寄主体内引发病害,综述了Ⅲ型分泌系统的特征、作用机理、与致病性的关系以及Pseudomonas syringae pv.Tomato的信号分子分泌研究进展.     

水生动物病原菌Ⅵ型分泌系统(T6SS)及其溶血素共调节蛋白研究进展

Ⅵ型分泌系统(typeⅥsecretion system, T6SS)是多种革兰氏阴性菌编码的蛋白分泌装置,在毒力因子释放、生物被膜形成、铁离子摄取、囊泡运输、环境压力适应性及细菌胞内存活等方面发挥着重要功能,在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)等水生动物病原菌的致病过程中发挥着关键作用。然而,有关水生动物病原菌T6SS组分及其功能的报道还比较匮乏。本文对几种水生动物病原菌T6SS的生物学功能与调控机理,以及T6SS关键调控因子溶血素共调节蛋白Hcp的系统进化关系与功能等最新研究情况进行了综述,并在水生动物病原菌T6SS的生物学功能、T6SS活性调控与环境因素的关联性、T6SS与致病菌代谢之间的调控关系等方面提出未来研究建议,以期为进一步开展水生动物致病机制研究及水产养殖细菌病的防控提供新思路。     

革兰氏阴性细菌Ⅵ型分泌系统的研究进展

细菌的Ⅵ型分泌系统(T6SS)参与了细菌与细菌间、细菌与宿主间的相互作用,在细菌的存活及致病中发挥着重要的作用。本研究中综述了细菌T6SS的发现与命名、结构与组成,调控机制(Fur、σ54依赖性激活因子、表面缔合、群体感应)与作用机制的最新研究进展,并对其下一步的研究方向进行展望。本研究结果可为深入研究细菌T6SS在细菌间及细菌与宿主间的作用机制,研制基于T6SS的疫苗或靶向药物,寻找对细菌T6SS有效的防控措施提供参考。     

海水常见革兰氏阴性病原菌Ⅲ型分泌系统的研究进展

许多革兰氏阴性病原细菌借助细菌的Ⅲ型分泌系统(Type Ⅲ secretion system,T3SS)传递与致病有关的毒性因子和效应子来发挥病原细菌的毒性.副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、迟缓爱德华民菌(Edwardsiella tarda)和嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是海水中3种常见革兰氏阴性病原细菌.这3种细菌不仅广泛引起海水养殖生物的病害,还经常导致人类肠胃炎等其他危害,而Ⅲ型分泌系统也与它们的致病性密切相关.对海水中这3种常见革兰氏阴性病原菌Ⅲ型分泌系统的组成、功能及相关转录调控机制进行了综述.     

黄单胞菌Xanthomonas campestris pv. Raphani 756C中Ⅵ型分泌蛋白的生物信息学分析

为明确黄单胞菌Xanthomonas campestris pv.raphani 756C(Xcr)中存在的Ⅵ型分泌蛋白(Tss)数量及其所具有的信号肽、保守motif等信息以及该菌中Tss与其他病菌中同源序列之间的遗传关系,利用关键词对Xcr蛋白质数据库进行搜索,并对Xcr中Tss氨基酸序列开展信号肽、跨膜结构域以及保守基序(motif)的生物信息学分析,同时,对Xcr中所含有的Tss与其他病原菌中同源序列之间的遗传关系进行分析。明确Xcr中存在3个Tss,分别命名为TssA、TssB、TssC,上述Tss均含有高于50%比例的!螺旋结构,均定位在细胞膜上以及具有3个保守motif,而就信号肽而言,仅TssC含有明显的信号肽序列。Xcr中的Tss与Xcc、Xca等黄单胞菌属病菌中的Tss具有较近的亲缘关系。     

牛源性肠炎沙门氏菌的三型分泌系统基因分析

肠炎沙门氏菌是一类引起人与动物腹泻的病原菌,其致病性与三型分泌系统密切有关.本次试验研究临床上腹泻牛体内分离的一株肠炎沙门氏菌致病性与三型分泌系统的关系,试验选取SipA、SipD的基因序列进行测序分析.本次试验分别运用特异性引物扩增SipA、SipD的基因,连接到T载体上并测定目的片段序列.测出的序列在GeneBank上进行比对,以确定分离菌与其他菌株亲缘关系.试验结果显示该株肠炎沙门氏菌的SipA基因、SipD基因与肠炎沙门氏菌P125109同源性达100％.     

鱼类尾部神经分泌系统研究进展

尾部神经分泌系统是鱼类特有的神经分泌系统,位于脊髓末端,是鱼类适应环境的关键。该系统作为应激系统的一部分,在鱼类生理和行为方式等多方面具有综合调节作用。综述了自19世纪末尾部神经分泌系统被发现以来,尤其是近年来生物学家在该系统形态结构及组成、主要内分泌细胞(Dahlgren细胞)及其分泌物的功能和生理调节、神经支配等方面的研究成果,以及一些环境变化引起的应激反应与尾部神经分泌系统的相关性的研究。为研究该系统相关分泌肽及其功能提供更为广泛的参考,同时为进一步了解相关分泌肽在高等脊椎动物甚至人类中的功能提供借鉴。     

耐高浓度铬(Ⅵ)细菌的分离筛选和鉴定

[目的]筛选耐高浓度Cr(Ⅵ)的细菌。[方法]以江苏某电镀厂排污口含Cr(Ⅵ)污泥为分离对象,采用选择压力法分离筛选出一批耐Cr(Ⅵ)细菌,测定分离得到的菌株耐不同浓度Cr(Ⅵ)的能力,并对9株高耐Cr(Ⅵ)细菌的分类地位进行了确定。[结果]从Cr污染土壤中筛选出26株能够耐受Cr(Ⅵ)的细菌,其中有9株细菌能够耐受300 mg/L及以上浓度的Cr(VI)。常规生理生化试验和16S rDNA测序结果表明,这9株细菌分别属于下列6个属:Arthrobacter、Bacillus、Ochrobactrum、Microbacterium、Amycolatopsis、Pusillimonas。[结论]这9株细菌在Cr(Ⅵ)污染生境的修复中存在潜在的应用价值。     

布鲁氏菌Ⅳ型分泌系统效应分子BPE123和BPE275基因的原核表达与鉴定

【目的】克隆布鲁氏菌Ⅳ型分泌系统效应分子BPE123和BPE275的基因并进行诱导表达。【方法】从牛种布鲁氏菌2308株基因组中PCR扩增BPE123和BPE275基因片段,亚克隆到pGEM-T Easy载体中并测序。将BPE123和BPE275基因克隆至融合表达载体pET-28a,构建表达重组质粒pET-28a-BPE123和pET-28aBPE275,在大肠杆菌中进行诱导表达,Western blot分析重组蛋白His-BPE123和His-BPE275的免疫学特性。【结果】PCR扩增获得了462bp的BPE123基因片段和762bp的BPE275基因片段,成功构建了pET-28a-BPE123、pET-28a-BPE275原核表达载体,并在大肠杆菌中成功表达了BPE123和BPE275蛋白,经SDS-PAGE检测,重组融合蛋白BPE123、BPE275的分子质量分别约为22和31ku,布鲁氏菌免疫动物血清能特异性识别表达的蛋白。【结论】克隆了分泌蛋白BPE123、BPE275基因片段,并成功表达了布鲁氏菌Ⅳ型分泌系统效应分子BPE123和BPE275。     

细菌Ⅰ型普鲁兰酶的研究进展

Ⅰ型普鲁兰酶以内切的方式专一性作用于普鲁兰糖或者支链多糖的α-1,6糖苷键,生成产物麦芽三糖或线性多糖。在工业应用中,Ⅰ型普鲁兰酶与其他糖苷水解酶协同作用于不同糖类底物,可得到类型多样的终产物,因此在食品、化工、制药等行业中有很重要的作用。目前对Ⅰ型普鲁兰酶的研究不仅包括筛选高产酶的菌株,还需得到酶学性质优良的酶蛋白,以适合工业生产工艺。综述了细菌来源的Ⅰ型普鲁兰酶的研究概况,包括酶学性质、基因的分离与克隆、微生物生产,并讨论了该酶在工业生产中的应用及其研究前景。     

迟钝爱德华氏菌Ⅲ型分泌系统基因的克隆及多重PCR检测方法的建立

采用PCR法扩增大菱鲆Scophthalmus maximus出血性败血症病原菌迟钝爱德华氏菌Edwardsiella tarda L-49231菌株Ⅲ型分泌系统(TTSS)的装置蛋白(esaC)、效应蛋白(eseB、eseC、eseD)和调节蛋白(esrA、esrB)6种基因,并将其克隆到载体PMD19-T中分别进行测序;通过优化反应条件,建立一次检出效应蛋白eseB、eseC和eseD 3种基因片段的多重PCR方法;采用所建立的多重PCR方法检测迟钝爱德华氏菌不同菌株(L-49231、GhAn080310、GhAn080313和GhAn080314)、沙门氏菌Salmonella enterica、大肠杆菌Escherichia coli和肠杆菌Enterobacter中效应蛋白基因的存在情况.结果表明:L-49231菌株中存在esaC、eseB、eseC、eseD、esrA和esrB 6种基因片段,大小分别为837、184、934、445、464、458 bp,与GenBank 中迟钝爱德华氏菌PPD130/91菌株的这6种基因的同源性分别为99％、97％、99％、99％、99％、98％;通过优化反应条件,在退火温度为54 ℃,基因eseB、eseC和eseD引物浓度(μmol/L)组合比为5∶10∶2,Mg2+浓度为1.5 mmol/L时,能够得到清晰、稳定且均一的多重PCR产物,并与目的条带分子量一致;采用所建立的多重PCR方法进行检测,迟钝爱德华氏菌L-49231菌株中存在eseB、eseC和eseD 3种基因片段,迟钝爱德华氏菌GhAn080310、GhAn080313、GhAn080314菌株中存在eseB和eseC基因片段,但未检出eseD基因片段;沙门氏菌、大肠杆菌和肠杆菌中均未检出eseB、eseC和eseD基因.表明所建立的多重PCR方法对迟钝爱德华氏菌具有较好的特异性,可检出具有Ⅲ型分泌系统效应蛋白的菌株.     

迟钝爱德华氏菌Ⅲ型分泌系统基因的克隆及多重PCR检测方法的建立

采用PCR法扩增大菱鲆Scophthalmus maximus出血性败血症病原菌迟钝爱德华氏菌Edwardsiella tardaL-49231菌株Ⅲ型分泌系统(TTSS)的装置蛋白(esaC)、效应蛋白(eseB、eseC、eseD)和调节蛋白(esrA、esrB)6种基因,并将其克隆到载体PMD19-T中分别进行测序;通过优化反应条件,建立一次检出效应蛋白eseB、eseC和eseD 3种基因片段的多重PCR方法;采用所建立的多重PCR方法检测迟钝爱德华氏菌不同菌株(L-49231、GhAn080310、GhAn080313和GhAn080314)、沙门氏菌Salmonella enterica、大肠杆菌Escherichia coli和肠杆菌Enterobacter中效应蛋白基因的存在情况。结果表明:L-49231菌株中存在esaC、eseB、eseC、eseD、esrA和esrB 6种基因片段,大小分别为837、184、934、445、464、458 bp,与GenBank中迟钝爱德华氏菌PPD130/91菌株的这6种基因的同源性分别为99%、97%、99%、99%、99%、98%;通过优化反应条件,在退火温度为54℃,基因eseB、eseC和eseD引物浓度(μmol/L)组合比为5∶10∶2,Mg2+浓度为1.5 mmol/L时,能够得到清晰、稳定且均一的多重PCR产物,并与目的条带分子量一致;采用所建立的多重PCR方法进行检测,迟钝爱德华氏菌L-49231菌株中存在eseB、eseC和eseD 3种基因片段,迟钝爱德华氏菌GhAn080310、GhAn080313、GhAn080314菌株中存在eseB和eseC基因片段,但未检出eseD基因片段;沙门氏菌、大肠杆菌和肠杆菌中均未检出eseB、eseC和eseD基因。表明所建立的多重PCR方法对迟钝爱德华氏菌具有较好的特异性,可检出具有Ⅲ型分泌系统效应蛋白的菌株。     

细菌Ⅲ型聚酮合酶研究进展

Ⅲ型聚酮合酶（PKS）被认为是结构最简单的聚酮合酶,这一类酶广泛存在于植物细菌和真菌中。随着基因组学的发展,细菌中Ⅲ型聚酮合酶引起越来越多的关注。Ⅲ型聚酮合酶在不同细菌中表现出不同的功能,其产物的结构和生物学活性也各不相同。对细菌Ⅲ型聚酮合酶的生物工程学改造也一直是研究的热点。综述了目前已经完成功能鉴定的细菌Ⅲ型聚酮合酶的研究进展,按照细菌Ⅲ型聚酮合酶产物的不同将其分为五类,并分别论述了各类细菌Ⅲ型聚酮合酶的结构、功能以及特点,对深入研究不同细菌Ⅲ型聚酮合酶以及进行生物工程学改造具有重要意义。     

细菌Ⅵ型分泌系统Hcp与VgrG蛋白的共进化分析

以组成Ⅵ型分泌系统(T6SS)鞘结构蛋白Hcp和VgrG为研究对象,通过蛋白质序列同源性、进化特征及表达相关性的分析,以了解Hcp和VgrG共进化的特征及其在表达上的相互影响。结果表明:Hcp与其他T6SS结构基因共进化,但VgrG却有很大的随机性。1个细菌可能有多套T6SS,一般1个hcp基因对应1套系统。vgrG的数目变化很大,有的细菌只有1个vgrG基因,有的细菌却多达30个,且与有多少套T6SS没有多大的关系。进化分析表明:Hcp可分为14个类,种间的差异小于种内差异。VgrG在进化上可分为3大类,种间差异也小于种内差异。VgrG多样性可能与其识别并辅助不同效应因子转运有关。共进化分析显示VgrG与Hcp具有一定的共进化特性,可推测单个细菌中相互配对的VgrG与Hcp。表达分析显示,在水稻细菌性条斑病菌RS105中,几乎所有的vgrG都与hcp基因的表达正相关,说明在表达水平不能分析两者之间的进化关系,但可说明RS105中VgrG与Hcp功能的相关性。因此,VgrG与Hcp在进化和功能上具有显著相关性。     

布氏杆菌Ⅳ型分泌系统相关蛋白基因RicA的克隆、原核表达及免疫原性分析

为克隆并原核表达布氏杆菌(Brucella melitensis)疫苗菌株M5Ⅳ型分泌系统相关蛋白基因RicA,并进行表达蛋白的免疫原性分析,应用PCR技术从布氏杆菌疫苗菌株M5全基因组扩增RicA基因片段,亚克隆至pMD18-T载体后测序分析,构建重组表达载体pET-28a(+)-RicA,转化E.coli BL21(DE3)表达菌,以不同浓度IPTG诱导表达不同时间,SDS-PAGE鉴定表达效果,表达蛋白经AKTA蛋白纯化系统纯化,用Antheprot 5.0软件分析其理化特性及抗原性,Western Blot检测其免疫原性。结果表明:RicA基因全长528bp,编码175个氨基酸,与基因库中已知菌株的核苷酸同源性和氨基酸同源性均达到99%以上。SDS-PAGE表明,RicA融合蛋白在大约23ku处出现条带,纯化后条带单一。软件分析发现RicA蛋白融合抗原性较强,Western Blot检测证明其有较好的免疫原性。说明,成功克隆并表达布氏杆菌疫苗菌株M5 RicA基因,为进一步研究其与布氏杆菌Ⅳ型分泌系统及布氏杆菌致病机制之间的关系奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌sRNA GcvB和伴侣蛋白Hfq对Ⅲ型分泌系统相关基因的调控

细菌的Ⅲ型分泌系统(T3SS)与毒力密切相关。为探究鼠伤寒沙门菌sRNA GcvB和伴侣蛋白Hfq对T3SS相关基因spaP、invC、invG、prgH、prgI、prgJ、prgK的调控,利用Red同源重组技术构建了上述基因与lacZ的融合菌株,在此基础上利用P22噬菌体转导技术分别构建上述融合菌株与gcvB、hfq的单缺失菌株,通过qPCR和β-半乳糖苷酶试验分别检测gcvB、hfq缺失后各基因的转录水平和蛋白水平的变化。结果显示：与标准菌株相比,gcvB缺失后,spaP、invC、prgH、prgI、invG的转录水平和蛋白水平均上调;prgJ、prgK的转录水平上调,蛋白水平下调。hfq缺失后,spaP、invC、prgH、prgI、invG的转录水平和蛋白水平均上调,prgH、prgI、prgJ、prgK的蛋白水平下调。表明Hfq和GcvB均可对spaP、invC、invG、prgH、prgI、prgJ、prgK进行调控。上述结果可为鼠伤寒沙门菌sRNA GcvB和Hfq的作用机理研究提供参考。     

产河鲀毒素细菌水平转移相关基因的鉴定

多种进化关系并不密切的细菌均能合成河鲀毒素,揭示了产河鲀毒素细菌间可能存在水平基因转移现象,但通过何种途径并不清楚。为调查产河鲀毒素的气单胞菌(Aeromonas sp.)质粒中是否存在与水平基因转移相关的元件,通过PCR扩增分别发现该质粒中存在tra,rum及vird4基因,扩增出的906 bp的tra,681bp的rum及1 319 bp的vird4,分别与多种菌株的转座酶、松弛酶和Ⅳ型分泌系统中的ATP酶基因具有高度的序列同源性,并具有这些酶的保守结构域,结果表明产河鲀毒素的气单胞菌具有通过接合转移和转座方式转移基因的能力,同时具有转移河鲀毒素至宿主的能力。对于进一步了解产河鲀毒素细菌之间以及产河鲀毒素细菌与河鲀之间的关系有重要的帮助。研究亮点:本研究首次在产河鲀毒素的气单胞菌质粒中明确鉴定出与水平转移相关的基因,表明该细菌不但具有通过接合转移和转座方式转移基因的能力,而且具有转移河鲀毒素至宿主的能力。