細菌水通道蛋白及其生理功能探討.pdf

1、第一部分簡并PCR探索10種細菌中的水通道蛋白 目的：用簡并PCR方法擴增幽門螺旋桿菌、綠膿桿菌、乙型副傷寒桿菌、痢疾志賀菌、金黃色葡萄球菌、檸檬色葡萄球菌、白色葡萄球菌、膿腫分枝桿菌、大腸桿菌的水通道蛋白DNA，以探討這10種細菌是否存在水通道蛋白，為進一步探討水通道蛋白的生理功能奠定基礎(chǔ)。 方法： 以10種細菌全序列基因組DNA為模板，用細菌水通道蛋白的保守氨基酸序列設(shè)計細菌水通道蛋白的簡并PCR通用引物，進

2、行簡并PCR擴增，將得到的目的片段進行PCR產(chǎn)物純化、測序；BLAST比較基因序列，判定是否存在細菌水通道蛋白。 結(jié)果： 簡并PCR產(chǎn)物純化、測序后在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)410bp大小序列，BLAST證實為水通道蛋白Glp-F。新發(fā)現(xiàn)在痢疾志賀菌中存在370bp大小序列，BLAST證實為水通道蛋白Glp-F。在其余8種細菌中未發(fā)現(xiàn)類似水通道蛋白的 DNA。 結(jié)論： 本試驗證實簡并 PCR能夠利用已知的水通道蛋白

3、保守氨基酸序列擴增未知的DNA序列。探索到大腸桿菌存在水通道蛋白Glp-F，與國外報道一致，表明簡并 PCR能夠探索細菌水通道蛋白的存在；新發(fā)現(xiàn)痢疾志賀菌中存在細菌水通道蛋白Glp-F，而國外報道在福氏志賀菌中存在細菌水通道蛋白Glp-F，推測志賀菌各群中可能都存在水通道蛋白；本試驗的發(fā)現(xiàn)為探索水通道蛋白Glp-F生理作用奠定了基礎(chǔ)。有8種細菌經(jīng)簡并PCR擴增未得到目的條帶，表明水通道蛋白在細菌種群之間的分布存在不均一性。 第二

4、部分：高滲透壓誘導(dǎo)水通道蛋白Glp-F在痢疾志賀菌內(nèi)表達 目的：用滲透壓不同的液體培養(yǎng)基和含有Hg<'2+>(Glp-F選擇性抑制劑)的不同滲透壓培養(yǎng)基對痢疾志賀菌進行培養(yǎng)，誘導(dǎo)菌體內(nèi)Glp-F的表達，以探討Glp-F蛋白在菌體內(nèi)的生理功能。 方法： 1．配置不同滲透壓培養(yǎng)基：普通牛肉浸液培養(yǎng)基；用無菌水稀釋為含1/3、1/2牛肉浸液的培養(yǎng)基；加入NaCl使?jié)B透濃度達到125mM、250mM、500mM、750m

5、M培養(yǎng)基(N-原、N-1/3、N-1/2、N-125mM、N-250mM、N-500mM、N-750mM培養(yǎng)基)。 2．配置含有Hg<'2+>抑制劑的不同滲透壓培養(yǎng)基：在上述培養(yǎng)基中分別加入Glp-F的功能抑制劑HgCl<,2>2mg得到H-原、H-1/3、H-1/2、H-125mM、H-250mM、H-500mM、H-750mM培養(yǎng)基。 3．在上述各種培養(yǎng)基中接種痢疾志賀菌，分別于24，48，72，96小時培養(yǎng)點上觀察

6、細菌的生長情況，用紫外分光光度計測定其OD600值以評價細菌的生長情況。 4．用RT-PCR擴增Glp-F的mRNA，瓊脂糖凝膠電泳、染色、成像分析，比較在不同環(huán)境條件下生長的痢疾志賀菌Glp-F的mRNA轉(zhuǎn)錄量。 結(jié)果： 1．低滲透壓環(huán)境中培養(yǎng)的痢疾志賀菌在各個觀測點的生長無明顯差異。 2．在N-培養(yǎng)基和H-培養(yǎng)基中生長情況出現(xiàn)顯著不同：在H-培養(yǎng)基中細菌生長速度明顯低于在N-培養(yǎng)基中生長速度，特別是在

7、125mM、250mM濃度培養(yǎng)基中變化最大。 3．RT-PCR顯示痢疾志賀菌Glp-F的mRNA含量在普通培養(yǎng)基、稀釋 1/3、1/2 水的牛肉浸液培養(yǎng)基、N-500mM/750Mm、H-N-500mM/750Mm培養(yǎng)基中沒有明顯差異；在N-125mM/250mM培養(yǎng)基和H-125mM/250mM中含量明顯增多，在H-125mM/250mM培養(yǎng)基中，細菌mRNA轉(zhuǎn)錄量大于在N-125mM/250mM培養(yǎng)基中的轉(zhuǎn)錄量。 結(jié)

8、論：Glp-F是細菌特有的水通道蛋白，探討Glp-F的生理功能對研究細菌的水通蛋白有重要意義，國內(nèi)尚未見報道。本試驗的結(jié)果可以得到以下結(jié)論： 1．表達Glp-F 蛋白的痢疾志賀菌在低滲透壓下生長繁殖速度沒有明顯變化。 2．在高滲透壓環(huán)境中，痢疾志賀菌的生長繁殖速度隨著Glp-F蛋白功能的喪失而降低。 3．Glp-F的mRNA的在生長期內(nèi)有不同的轉(zhuǎn)錄，對數(shù)生長期內(nèi)尤為明顯，與國外報道相似。 4．滲透壓的升高