群体感应抑制剂研究进展

细菌群体感应(quorum sensing,QS)是一种依赖于菌体密度而普遍存在于微生物之间的沟通协调机制,控制着细菌的生长、增殖、致病性、生物膜形成及相关群体活动行为。通过阻断细菌群体感应信号,可以抑制病原菌的致病性。本文从群体感应角度总结了抑制病原菌的方法和研究进展,为临床新型抗菌药物的设计提供理论依据和新策略。     

海洋微生物群体感应抑制剂研究进展

海洋生态环境复杂多变,其未被开发的栖息地蕴藏着丰富且稀有的生物资源,具有高盐、高压、寡营养、常年高温或低温等特点。海洋微生物经过长期持续的缓慢进化,已形成独特的代谢机制来适应海洋相对特殊的生态环境,极大地增加了发现新型活性物质的可能性。因此,海洋微生物代谢产物被认为是发现新型天然活性化合物(群体感应抑制剂)的潜在来源。本文首先介绍群体感应概念及起源,随后简述不同种群群体感应系统,然后介绍群体感应抑制剂定义及分类,最后回顾海洋微生物群体感应抑制剂的研究进展,从而为进一步研究群体感应抑制剂奠定基础,同时也为研发新型抗病原菌感染药物提供新的思路。     

气相色谱-质谱定量检测水产品腐败菌群体感应DKPs信号分子

【目的】为了分析水产品腐败菌群体感应的新型信号分子二酮哌嗪(DKPs)化合物,建立一种简便、灵敏的气相色谱-质谱(GC-MS)定量检测方法。【方法】通过优化气相色谱和质谱条件、培养基和提取溶剂建立定量检测方法,确定Cyclo-(L-Pro-L-Gly)、Cyclo-(L-Pro-L-Leu)、Cyclo-(L-Leu-L-Leu)和Cyclo-(L-Pro-L-Phe)4种DKPs标准品的特征离子,并检测水产品腐败菌荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)和波罗的海希瓦氏菌(Shewanella baltica)中的DKPs。【结果】4种DKPs化合物在1-200 mg/L范围内线性良好,检测限为0.06、0.10、0.06和0.04 mg/L,定量限为0.16、0.18、0.14和0.12 mg/L,回收率为51.8%-88.5%,标准偏差为1.4%-8.3%。以LB培养基为细菌培养基,氯仿作为萃取溶剂,检测的DKPs含量较高。两种水产品腐败菌都检测到DKPs活性,主要种类为Cyclo-(L-Pro-L-Leu)和Cyclo-(L-Pro-L-Phe)。随着两种细菌的生长,培养上清中DKPs含量显著增加,在12 h达到最高。【结论】建立了检测细菌DKPs的GC-MS定量方法,具有较高精密度、准确度,能够准确定量分析4种DKPs的含量。为探究水产品特定腐败菌DKPs的调控机制奠定基础。     

乳酸菌群体感应系统研究进展

群体感应及其自我调控是细菌间进行信息交流的重要机制。细菌通过特定的化学信号分子来监测菌群密度和周围环境的变化,进而调节菌体内相关基因表达,使菌体更加适应周围环境。乳酸菌很多生物学现象都与群体感应系统有关。本文中,笔者总结了乳酸菌群体感应系统的组成、信号转导机制及其生物学功能,这些功能包括调控菌体生物膜的形成、菌株自溶、抗菌肽的合成、酸胁迫应答。本综述将为乳品工业提高乳酸菌的发酵密度和扩大其益生菌功能提供新思路。     

细菌群体感应信号分子与抑制剂研究进展

具有群体感应系统的细菌通过相互交换一种自动诱导（autoinducer）信号分子来实现彼此问的信息交流。当信号分子积累到一定浓度时会改变细菌特定基因的表达,如生物膜的形成、生物发光行为、毒性基因的表达、孢子的形成等。近年来,人们发现了多种天然或者人工合成的群体感应抑制剂,可以干扰群感系统的信息回路。本文系统地阐述了细菌群体感应信息系统的划分、自体诱导分子及其抑制剂的研究进展。     

细菌生物膜群体感应系统研究进展

细菌生物膜群体感应系统是指细菌通过分泌信号分子并通过感知其在周围环境中的浓度,调控某些基因的特异性表达及生理功能和生活习性的系统,是细菌生命活动的主要调控机制之一。通过对细菌生物膜群体感应的研究,可以了解其内部机理和特性,从而找到抑制生物膜有害作用的最好方法。对细菌生物膜群体感应系统的种类、特征和相关应用的研究进行综述。     

基于天然产物的群体感应抑制剂的研究进展

细菌的群体感应现象是近年来微生物学、食品保藏学以及天然产物化学等领域研究的热点。随着对群体感应系统研究的不断深入,越来越多的群体感应类型不断地被报道,不同类型的群体感应现象由不同种类的信号分子来介导,各种群体感应抑制剂也不断地涌现。群体感应抑制剂可以阻断细菌的群体感应系统,抑制细菌毒力基因的表达而不影响细菌的生长与增殖,因此,应用群体感应抑制剂可以避免细菌因生长压力而产生耐药性。本文中,笔者主要按照信号分子的种类综述目前已报道的细菌群体感应系统的类型、群体感应的干扰策略以及天然产物来源的群体感应抑制剂的研究现状。另外,笔者还介绍了不同种类信号分子介导的细菌群体感应机制以及已报道的天然产物来源的细菌群体感应抑制剂的种类,并展望其应用前景。     

群体感应抑制剂及其在食品保藏中的应用研究进展

细菌在生长过程中会合成并释放一种叫做信号分子的化学因子,作为细胞间或细胞内传递信息的介质。这种信号分子积累到一定水平,会对细菌生理性状的表达产生调控作用,即群体感应现象。细菌群体感应现象对食品腐败变质过程也有很大的影响。因此,研究群体感应抑制剂在食品保藏中的作用就显得尤为重要。本文中,笔者根据细菌分泌信号分子类型的不同,综述了不同细菌的群体感应抑制剂及其在食品保藏中的应用。     

革兰氏阳性菌群体感应系统研究进展

细菌利用群体感应系统进行细菌间以及细菌与宿主间的交流,革兰氏阳性与阴性菌的群体感应系统差异显著,阳性菌的群体感应系统主要由寡肽类信号分子和受体蛋白组成,对细菌致病性等相关生理特性具有重要作用。就常见的革兰氏阳性菌：蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌的群体感应系统的基因组成、信号分子及其调控机制特点的研究进行了总结,对群体感应系统在细菌营养吸收、生物膜形成、毒力因子和孢子产生等重要生理活动的调节机制进行了重点阐述,为革兰氏阳性菌群体感应的相关研究提供了有益参考。     

细菌群体感应系统研究进展及其应用

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节。本文综述了细菌群体感应的最新研究进展,并阐述了其在生物技术领域的应用前景。     

乳酸菌群体感应及黏附性研究进展

乳酸菌是传统的发酵菌株,是公认的安全级(GRAS)菌株。本文中,笔者综述了乳酸菌的群体感应系统、乳酸菌的黏附能力和乳酸菌作为生物防治菌在水产品保鲜方面的研究进展。通过介绍乳酸菌的黏附因素表层蛋白和生物膜,阐述了乳酸菌群体感应系统与乳酸菌黏附性的关系,旨在为乳酸菌的应用研究提供理论依据。     

真菌群体感应信号分子及群体感应猝灭的研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是微生物中普遍存在的细胞间通讯系统,细菌中的研究较为深入,近年来在真菌中也有发现。微生物通过向环境释放可扩散的群体感应信号分子(quorum sensing molecules,QSM)来感知群体密度并调控自身的生理行为,以适应环境的变化。目前验证的真菌QSM包括醇类、脂氧合物、小分子肽以及某些挥发性物质。除影响种内的生长发育及次级代谢物产生外,真菌QSM还与其侵染能力、致病性和毒素产生有关,为了抵御QS的不利影响,生物共同进化过程中相应地出现了群体感应淬灭(quorum quenching,QQ)机制,QQ能够修饰或抑制QSM的合成从而破坏QS。本文中,笔者对国内外近10年来对真菌QSM种类、生理作用及QQ的研究进展进行综述,以期为深化真菌群体感应机制的研究提供参考。     

微生物群体感应系统的调控机制及应用研究进展

微生物通过群体感应监控范围内菌体数量并调节其自身相关基因的启动表达,进而完成对质粒的接合转移、毒力因子的表达、抗生素的产生和稳定期的进入等一系列相关生命活动的控制,因此群体感应对细菌群体的稳定有重要作用,随着对群体感应系统研究的深入,群体感应相关基因元件及调控原理逐渐清晰,也有许多群体感应系统被应用于实践中。本文中,笔者综述了几种当今研究比较清楚且有代表性的微生物群体感应系统及其调控元件,并且介绍了利用群体感应相关元件构建基因开关实现代谢流的动态调控,以及利用致病菌的群体感应实现微生物的检测及杀灭的应用。     

革兰氏阴性细菌LuxR/Ⅰ型群体感应抑制剂研究进展

细菌群体感应(Quorum sensing,QS)被视为对抗细菌感染与解决细菌耐药性问题的新靶点。以AHLs为信号分子的LuxR/Ⅰ型群体感应系统广泛存在于革兰氏阴性菌包括多种临床致病菌中,因此寻找LuxR/Ⅰ型群体感应抑制剂(Quorum sensing inhibitors,QSIs)是研发抗革兰氏阴性致病菌药物的重要途径。迄今为止,已知的LuxR/Ⅰ型小分子QSIs来源包括化学合成、天然产物与已知药物库的化合物,大分子则包括群体感应淬灭酶与群体感应淬灭抗体。本文总结了近年来LuxR/Ⅰ型QSIs研究进展,为新型抗菌药物研发提供理论依据。     

噬菌体群体感应系统及其分子机理研究进展

群体感应(Quorum Sensing,QS)是微生物群体在生长过程中,随着群体密度的增加,其分泌的"信号分子"的浓度达到一定阈值后与微生物体内特定受体结合,从而影响微生物特定基因表达,导致其生理和生化特性的变化,表现出少量菌体或单个菌体所不具备的特征。1994年Fuqua提出群体感应概念后就成为微生物领域的研究热点。然而,群体感应的研究主要集中在细菌中,但近年来群体感应在噬菌体、真菌中也不断被发现,尤其自2017年Erez在多种枯草芽孢杆菌噬菌体中发现群体感应现象,并且揭示噬菌体群体感应主要调控其溶源-裂解途径的转换。近年来的研究又陆续在其他噬菌体中发现了群体感应。本文综述了噬菌体群体感应系统最新研究进展及其相关的基因功能和分子机理。     

细菌sRNA与群体感应系统相互作用研究进展

细菌s RNA是一类长度在40-500 nt之间的非编码RNA,在细菌细胞感应外界环境压力变化、控制基因表达方面发挥着重要的作用。本文综述了细菌s RNA与群体感应系统相互作用在调控基因表达方面的研究进展,对揭示细菌错综复杂的代谢调控过程,以及了解细菌对外界环境变化的响应机制具有十分重要的意义。     

肠杆菌科细菌群体感应系统的研究进展

细菌能够感受种群密度的变化,并通过调节自身某些基因的表达来作出应答,这种细菌种间和种内的沟通方式被称为群体感应(QS)。肠杆菌科细菌大多是食源性致病菌或食品腐败菌,且研究证明毒力因子的调控表达和食品的腐败变质均与QS密切相关。本文中,笔者综述了肠杆菌科成员中5种信号分子介导的群体感应系统,包括N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)介导的Ⅰ型QS系统、由自诱导物2(AI-2)介导的Ⅱ型QS系统、AI-3/肾上腺素/去甲肾上腺素介导的Ⅲ型QS系统、一种线型五肽(NNWNN) QS因子EDF(extracellular death factor)短肽介导的QS系统和吲哚介导的QS系统,并对其在毒力基因和食品腐败变质的调控机制中的研究进行了介绍。     

嗜酸性硫杆菌群体感应系统研究进展

嗜酸性硫杆菌(Acidithiobacillus spp.)是一类重要的极端环境微生物与工业微生物。该类细菌通过氧化硫或亚铁获得电子以固定二氧化碳进行自养生长,是驱动矿山环境酸化和重金属溶出的关键菌群,也是生物冶金等微生物浸出技术中的核心菌群。群体感应(quorum sensing, QS)系统是细菌种内及种间信息交流的重要方式,广泛分布于嗜酸性硫杆菌等化能自养微生物中,比如类似于LuxI/R的AfeI/R系统。系统介绍近年来嗜酸性硫杆菌菌体感应系统研究成果,尤其是在AfeI/R种群分布、生物学功能、调节机制及其应用研究中的新发现与新理论。讨论今后嗜酸性硫杆菌群体感应系统研究的主要方向及需要解决的关键科学问题,以促进极端微生物群体感应系统理论研究的开展与产业应用技术的开发。     

真菌的群体感应现象及群体感应分子(QSMs)研究进展

为适应环境变化,微生物细胞间进行信息交流,导致其菌体形态、生物被膜的形成、毒素分泌等生理生化特征发生变化,这种细胞间交流的现象称为群体感应现象。最初在细菌中发现这种复杂的交流方式,后来,在真核生物(真菌)中也发现了这种现象,白色念珠菌是较早被报道具有群体感应系统的真菌之一。目前,已经在各种真菌中鉴定出了许多群体感应分子,其中,围绕白色念珠菌的群体感应现象及机制研究报道较多,发现了其主要的群体感应分子及其调控作用机制。本文中,笔者主要针对白色念珠菌群体感应分子的挖掘及其生理效应进行系统综述,此外,还对其他真菌群体感应现象及群体感应分子进行概述。最后,笔者预测不同真菌群体感应研究发展方向和潜在应用。     

凡纳滨对虾优势腐败菌鉴定及其群体感应现象

为了鉴定凡纳滨对虾的优势腐败菌并研究其是否存在以N-酰基高丝氨酸内酯类化合物(AHLs)介导的群体感应系统,采用16S rRNA序列鉴定凡纳滨对虾的优势腐败菌,并采用紫色杆菌CV026对优势腐败菌的AHLs活性进行检测.结果发现凡纳滨对虾优势腐败菌菌株1(Aci-1)和菌株2 (Aci-2)均为不动杆菌属,均存在以AHLs为信号分子的群体感应系统.添加外源信号分子AHLs能促进Aci-1菌株生物膜的形成,且呈浓度依赖性.在一定的贮藏范围内,凡纳滨对虾腐败菌信号分子AHLs浓度与细菌总数、挥发性盐基氮含量存在正相关性,其相关系数r分别为0.846 6和0.986 7,分别在P＜0.05与P＜0.01水平上显著,结论是凡纳滨对虾优势腐败菌不动杆菌菌株存在以AHLs介导的群体感应系统,且与凡纳滨对虾的腐败密切相关.