銅綠假單胞菌調(diào)節(jié)蛋白VqsR、Arr及T3SS系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白PopB-D的結(jié)構(gòu)與功能研究.pdf

1、銅綠假單胞菌是一種十分常見(jiàn)的條件性致病菌，當(dāng)身體存在傷口或者免疫力比較低的時(shí)候，它才會(huì)感染和致病，而且非常難以除去，產(chǎn)生慢性感染最終可能導(dǎo)致死亡。因?yàn)樗菀赘腥緜冢虼耸轻t(yī)院手術(shù)和一些治療后感染的一個(gè)主要來(lái)源，并常存在于患有囊性纖維化個(gè)體中引起肺部感染。
　　群體效應(yīng)是細(xì)胞間的一種交流，可以使細(xì)菌根據(jù)細(xì)胞的濃度來(lái)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。群體效應(yīng)途徑中包含大量的調(diào)節(jié)子，這些調(diào)節(jié)子可以控制很多毒性因子的表達(dá)，使得病原體能夠適應(yīng)各種環(huán)境，抵抗

2、各種治療方式。在銅綠假單胞菌中有l(wèi)as和rhl兩個(gè)主要的群體效應(yīng)系統(tǒng)，并且las系統(tǒng)會(huì)正向調(diào)節(jié)rhl系統(tǒng)，形成層級(jí)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
　　細(xì)菌雖然是一個(gè)個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的個(gè)體，但通常它們不會(huì)單獨(dú)生存，大部分的都是聚集在一起相互影響共同生存，其中一種常見(jiàn)的存在方式就是生物膜。形成生物膜后，菌落對(duì)抗生素等藥物的抵抗能力會(huì)明顯的增強(qiáng)。環(huán)二鳥苷酸(C-di-GMP)是各種調(diào)控的一個(gè)第二信使小分子，在細(xì)菌中存在廣泛，其中一個(gè)方面就是可以調(diào)節(jié)生物膜的

3、形成。主要由鳥苷酸環(huán)化酶(DGC)和磷酸二酯酶(PDE)催化它的合成和分解，其中EAL domain是分解C-di-GMP的一種PDE酶，可以將它分解成為PGPG。
　　Ⅲ型分泌系統(tǒng)(T3SS)是一個(gè)作用于真核宿主細(xì)胞的主要毒力因素，并廣泛存在于許多病原體中。它是一種特殊的針狀轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，在高度調(diào)控下直接將效應(yīng)毒素從細(xì)菌轉(zhuǎn)到宿主細(xì)胞質(zhì)中。轉(zhuǎn)運(yùn)裝置末端插入到宿主細(xì)胞質(zhì)膜形成轉(zhuǎn)運(yùn)孔道，這個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)通道主要由PopB和PopD通過(guò)寡聚形成。<

4、br>　　群體效應(yīng)調(diào)節(jié)子vqsR的上游含有一個(gè)las box，可以被LasR特異性的識(shí)別和結(jié)合，因此las系統(tǒng)可以直接調(diào)控vqsR的轉(zhuǎn)錄和表達(dá);而另一個(gè)群體效應(yīng)調(diào)節(jié)子QscR是一個(gè)las和rhl系統(tǒng)的抑制子，而VqsR可以特定的結(jié)合qscR的啟動(dòng)子區(qū)域起到抑制作用。這可以表明VqsR可以通過(guò)QscR來(lái)影響QS的調(diào)控途徑，因此VqsR是一個(gè)非常重要的調(diào)節(jié)子。通過(guò)蛋白質(zhì)純化、晶體實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)解析我們沒(méi)有得到全長(zhǎng)的結(jié)果，但是得到了其N端部分的結(jié)

5、構(gòu)，這有利于我們進(jìn)一步找到VqsR全長(zhǎng)N端可能結(jié)合的小分子，來(lái)研究VqsR是如何接受信號(hào)和調(diào)節(jié)下游基因表達(dá)的。
　　基因arr被發(fā)現(xiàn)在氨基糖苷類抗生素誘導(dǎo)銅綠假單胞菌形成生物膜中有重要的作用，Arr是內(nèi)膜上的磷酸二酯酶，其底物是第二信使C-di-GMP，周質(zhì)空間的部分來(lái)接受氨基糖苷類抗生素的刺激，然后對(duì)胞內(nèi)EAL domain的活性進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)胞內(nèi)的C-di-GMP水平，影響生物膜的形成。我們成功純化到了可溶性的膜蛋白Arr

6、,雖然沒(méi)有得到全長(zhǎng)的晶體和結(jié)構(gòu)，但是我們對(duì)其進(jìn)行了活性檢測(cè)，在體外驗(yàn)證了不同種類抗生素對(duì)膜蛋白活性的影響，驗(yàn)證了氨基糖苷類抗生素可以通過(guò)周質(zhì)空間結(jié)構(gòu)域影響EAL domain的活性。另外還得到了其中EAL domain的結(jié)構(gòu)。
　　對(duì)于Ⅲ型分泌系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)孔道的膜蛋白PopB和PopD，我們純化得到了可溶性的蛋白質(zhì)，其中PopD到了蛋白質(zhì)晶體，但是晶體較小無(wú)法進(jìn)行X-ray的衍射實(shí)驗(yàn);沒(méi)有得到PopB的晶體。由于我們知道PopB和Po