血浆凝集降低筛选金黄色葡萄球菌促凝相关基因

【背景】金黄色葡萄球菌是重要的致病菌,其中促凝聚是重要的致病机制之一,可能存在新的基因参与其中。【目的】通过采用血浆凝集降低方法筛选及鉴定促凝相关基因。【方法】利用转座子随机插入突变技术建立金黄色葡萄球菌转座子突变文库,采用动态比浊及试管凝集技术筛选凝集能力降低的突变株;应用抗性标记挽救法鉴定突变基因并应用生物信息学预测基因的功能。【结果】通过观察血浆凝集能力降低共计筛选到突变菌株82个。鉴定其中的76个突变菌株的转座子插入位点,涉及基因13个,包括报道的与促凝集有关基因4个(占筛选基因的30.8%)。【结论】从金黄色葡萄球菌凝集能力降低筛选与促凝集可能有关的基因,为金黄色葡萄球菌促凝集基因的筛选提供了新策略,同时为了解该菌促凝集过程提供了候选基因。     

体外诱导耐万古霉素金黄色葡萄球菌及分子机制

【目的】通过前期体外诱导获得耐万古霉素金黄色葡萄球菌,从基因突变方面对万古霉素耐药性菌株进行研究。【方法】通过低浓度万古霉素逐步诱导13株敏感性金黄色葡萄球菌,用琼脂稀释法和E-test法检测所有菌株对万古霉素的耐药性(最低抑菌浓度,MIC),PCR扩增与万古霉素耐药性密切相关的4个重要基因:rpo B、vra S、gra R和gra S,并测序分析,比较诱导前后不同菌株的基因序列。【结果】通过60 d的体外诱导实验,13株对万古霉素敏感性金黄色葡萄球菌中有6株被诱导为中介耐药金黄色葡萄球菌(Vancomycin intermediate Staphylococcus aureus,VISA),7株菌被诱导之后对万古霉素仍处于敏感状态,MIC4 mg/L。检测诱导前后所有菌株的rpo B、vra S、gra R和gra S基因发现:有3株VISA的rpo B基因同时有L466S和H481N的突变,gra S基因同时有R232K的突变。【结论】对万古霉素敏感的金黄色葡萄球菌经过较长时间的体外诱导可发展为VISA。在已检测的重要基因中,rpo B和gra S的突变对耐药性的发展很可能起关键作用,而vra S和gra R对这一过程没有显著影响。     

金黄色葡萄球菌AgrA/C双组分信号转导模型的构建与功能评价

【背景】抗生素的无序使用加剧了耐药性金黄色葡萄球菌超级菌株的出现,由其引发的感染已成为最难解决的感染性疾患。在生物体系外构建AgrA/C双组分系统的跨膜信号转导过程,对解决金黄色葡萄球菌的耐药性问题和发现新型抗菌药物具有重要的研究意义。【目的】人工模拟构建金黄色葡萄球菌AgrA/C双组分信号转导模型,为生物体外研究金黄色葡萄球菌双组分信号转导的机制及以其为靶点的药物筛选提供新途径。【方法】在大肠杆菌宿主细胞中大量表达AgrA和Agr C蛋白,利用亲和层析和分子筛凝胶层析对其进行分离纯化,利用非放射性凝胶阻滞实验(EMSA)检测AgrA蛋白活性,并检测Agr C激酶活性;进而利用脂质体介导法在体外组装AgrA/C双组分信号转导模型,应用EMSA方法进行评价。【结果】分离纯化得到AgrA和Agr C蛋白,二者纯度均达到90%以上,均具有活性。在生物体系外构建了金黄色葡萄球菌AgrA/C双组分信号转导模型,该系统可增强AgrA对DNA的延滞作用,具有信号传递功能。【结论】初步构建AgrA/C双组分信号转导模型,该模型具有信号传递能力,有望作为针对金黄色葡萄球菌开发新型抗菌药物的筛选平台。     

氧化葡萄糖酸杆菌中一种潜在的双组分系统蛋白的功能研究

氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacteroxydans)基因组编码的蛋白质中,有相当数量的传感器激酶和反应调控蛋白组成了细菌的多个双组分信号转导系统(two-componentsignaltransduction systems, TCSs),这些系统能够介导细菌对外界环境变化做出反应。但目前对G. oxydans中潜在的双组分系统成员蛋白质结构和功能缺少必要的研究【。目的】研究菌株G. oxydans 621H中GOX0645基因序列所编码蛋白质的自磷酸化活性,探究其与细菌趋化性运动的关联,揭示其是否作为一种双组分系统成员蛋白在细胞内发挥作用。【方法】以菌株G. oxydans 621H基因组中一段可能编码双组分系统蛋白质的基因GOX0645为基础,通过生物信息学分析其保守结构域;采用体外化学发光实验证明其编码蛋白的自磷酸化活性;利用基因定点突变筛选出与自磷酸化活性相关的氨基酸位点;通过差速离心法寻找双组分蛋白的亚细胞定位;最后运用体内双分子荧光互补和体外生物大分子相互作用实验印证其与下游鞭毛马达蛋白之间的相互作用。【结果】生物信息学分析发现GOX0645编码蛋白同时具有组氨酸激...     

利用系统作图(Systems mapping)研究大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的互作遗传机制

【背景】物种间相互作用是物种进化的重要推动力,然而如何将基因型和表型关联以及确定在物种相互作用过程中起重要作用的基因均面临挑战。【目的】通过系统作图(Systems mapping)得到两种微生物在相互作用过程中起重要作用的SNPs (Single nucleotide polymorphism),以及随着时间的变化,这些SNPs是如何相互联系进而影响大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的相互作用。【方法】分别对45株大肠埃希菌、45株金黄色葡萄球菌进行单独培养和混合共培养,通过实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)进行绝对定量,得到一定时间内各个菌株的生长量,比较相同菌株在不同培养条件下生长情况,以各个菌株重测序结果为基础,结合系统作图得到在相互作用过程中起重要作用的显著SNPs及其相互联系。【结果】通过系统作图分析,获得具有54对显著SNPs组合的三维曼哈顿图,这些组合中41个显著SNPs来自大肠埃希菌,12个显著SNPs来自金黄色葡萄球菌。在上述SNPs中已有6个SNPs所在的候选基因都可以直接或者间接影响微生物的生长量变化,从而影响两种微生物相互作用方式。它们分别是nhaR(E19056)参与生物膜的形成,rhlE(E832164)与核糖体的组装有关,csiD (E2789300)的表达可以使细胞面对恶劣环境,alk B (E2309274)可以参与DNA的损伤修复,sucA(E759230)和yjjW(E4614704)都参与细胞的代谢过程。【结论】系统作图可以检测到物种在相互作用过程中显著SNPs;物种相互作用过程中不同SNPs遗传效应随着时间变化;细菌的相互作用过程是直接遗传效应、间接遗传效应和上位性效应共同产生的结果。     

家蚕幼虫BmToll9基因对肽聚糖和金黄色葡萄球菌的响应表达

【目的】Toll信号通路是昆虫中重要的免疫信号通路,其中Toll受体在保持Toll通路的正常免疫应答、抵抗外源病原体中起到关键的作用。本研究旨在探究肽聚糖和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus对家蚕Bombyx mori Toll受体基因BmToll9-1和BmToll9-2表达的影响。【方法】将革兰氏阳性菌细胞壁主要成分肽聚糖和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌分别注射感染家蚕5龄第1天幼虫,诱导其发生免疫反应;采用实时荧光定量PCR分析注射后不同感染时间点BmToll9-2和BmToll9-1基因在家蚕幼虫中肠、表皮、脂肪体和丝腺中的相对表达水平。【结果】往家蚕5龄幼虫中注射肽聚糖或金黄色葡萄球菌后,BmToll9-2基因出现了时间和组织的差异性表达。注射肽聚糖和金黄色葡萄球菌均能诱导5龄幼虫中肠BmToll9-2基因的表达上调,注射肽聚糖和金黄色葡萄球菌分别在3和6 h时对基因表达的诱导效果最好,且注射金黄色葡萄球菌比注射肽聚糖对基因表达的诱导效果更好。注射金黄色葡萄球菌能引起5龄幼虫表皮、脂肪体和丝腺中BmToll9-2基因的表达上调,分别于注射后24, 6和24 h时诱导效果最好。注射金黄色葡萄球菌亦能诱导同源的BmToll9-1基因的上调表达。【结论】家蚕幼虫BmToll9基因在肽聚糖或金黄色葡萄球菌注射处理后均能在不同组织中发生上调表达,推测BmToll9基因参与了家蚕对肽聚糖和金黄色葡萄球菌的免疫反应。     

光滑鳖甲肽聚糖识别蛋白ApPGRP的表达与功能分析

【目的】旨在研究光滑鳖甲Anatolica polita肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins, PGRPs)基因ApPGRP表达模式及其对下游免疫相关基因的表达调控,以及重组蛋白ApPGRP与细菌的结合能力。【方法】构建原核表达载体pET-28a-ApPGRP,转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3),诱导表达并纯化重组蛋白His-ApPGRP,分别测定其与金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和肽聚糖(peptidoglycan, PGN)的结合能力。金黄色葡萄球菌S.aureus刺激后,利用qRT-PCR检测光滑鳖甲6龄幼虫体内ApPGRP、抗菌肽基因ApAttacin2和ApAttacin1、防御素基因ApDefensin、丝氨酸蛋白酶基因ApSP和丝氨酸蛋白酶抑制剂基因ApSerpin等免疫相关基因的表达水平;采用RNAi技术沉默光滑鳖甲6龄幼虫体内ApPGRP基因的表达,并利用qRT-PCR分别检测RNAi处理以及RNAi后再用S.aureus刺激时幼虫体内上述基因的表达水平变化。【结果】通过原核表达获得了重组蛋白His-ApPGRP,其具有结合金黄色葡萄球菌和肽聚糖的能力。注射金黄色葡萄球菌后,检测的光滑鳖甲6龄幼虫免疫相关基因(ApSP除外)的表达都显著上调;RNAi沉默光滑鳖甲6龄幼虫ApPGRP后,其他免疫相关基因表达量均显著降低,其响应金黄色葡萄球菌刺激后的表达量也显著低于对照组。【结论】这些结果表明,ApPGRP在光滑鳖甲免疫防御中起着识别外源微生物,激活信号通路并调控抗菌肽表达的作用。     

小菜蛾溶菌酶Pxlys的基因克隆及其 重组蛋白的抗菌活性分析

【目的】本研究旨在通过研究小菜蛾Plutella xylostella溶菌酶的功能,进一步认识小菜蛾的免疫防御机理,为小菜蛾的生物防治提供新的思路。【方法】利用RACE技术克隆小菜蛾溶菌酶基因。构建原核表达载体pET-29a-Pxlys,利用原核表达系统表达并用镍柱亲和层析纯化重组蛋白Pxlys。利用牛津杯法检测重组蛋白Pxlys对停滞棒杆菌Corynebacterium stationis、藤黄微球菌Micrococcus luteus、金黄色葡萄球菌Staphyloccocus aureus、大肠杆菌Escherichia coli、志贺氏菌Shigella sp.、沙门氏菌Salmonella sp.和苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis的抑菌活性,并利用扫描电子显微镜观察重组蛋白Pxlys对停滞棒杆菌和大肠杆菌的溶菌特征。【结果】克隆获得开放阅读框长423 bp的小菜蛾溶菌酶基因Pxlys(GenBank登录号： MN702780)序列,它编码140个氨基酸,相对分子质量为15.79 kD。抑菌试验表明,重组蛋白Pxlys不仅对革兰氏阳性细菌的停滞棒杆菌、藤黄微球菌和金黄色葡萄球菌有较强的抑菌活性(抑菌圈直径分别为20.0±1.1, 19.0±0.5和16.5±0.5 mm),而且对革兰氏阴性细菌大肠杆菌、志贺氏菌和沙门氏菌也有抑菌活性(抑菌圈直径分别为16.3±0.5, 15.0±0.5和14.0±1.1 mm),重组蛋白Pxlys对革兰氏阳性细菌比对革兰氏阴性细菌表现出更强的抑菌活性。另外,重组蛋白Pxlys还表现出对苏云金芽胞杆菌的抑菌活性。扫描电子显微镜下,经重组蛋白Pxlys处理过的停滞棒杆菌和大肠杆菌的溶菌特征不同。【结论】Pxlys具有广谱的抗微生物活性,其对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的抑菌机理可能存在不同。研究结果为深入研究小菜蛾免疫防御系统提供基础。     

金黄色葡萄球菌噬菌体vB_Sau_P68的基因组分析和裂解酶

【背景】金黄色葡萄球菌是常见的人畜共患条件致病菌,随着多耐药菌株分离率的增长,研发与抗生素作用模式不同的抗菌剂迫在眉睫。【目的】分离高效且特异性强的金黄色葡萄球菌噬菌体,对其进行功能注释,并对其编码的裂解酶进行功能验证。【方法】通过对噬菌体全基因组序列进行分析找到裂解酶基因,利用原核表达系统对其编码的2个裂解酶蛋白进行克隆,用SDS-PAGE与蛋白免疫印迹法(Western blotting)鉴定目的蛋白是否表达,并采用单斑法验证其裂解活性。【结果】本研究的噬菌体为一株新的金黄色葡萄球菌噬菌体,命名为vB＿Sau＿P68,该基因组全长为139 409 bp,GC含量为31.0%,编码220个开放阅读框(open reading frame,ORF),透射电镜观察具有正二十面体头部和收缩性尾部,形态学分类属于肌尾噬菌体。该噬菌体编码2个裂解酶基因,分别具有CHAP催化结构域与SH3＿5结合结构域,SDS-PAGE与Western blotting表明Lys161能够表达且有裂解活性,Lys163则无法外源表达。对Lys161序列进行分析,该裂解酶无信号肽,无跨膜区域,以无规则卷曲为主。【...     

金黄色葡萄球菌持留菌形成机制的研究进展

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是一种重要的院内感染致病菌,是导致人类各类感染最重要的病原体之一。金黄色葡萄球菌耐药问题一直是临床慢性感染治疗的最大障碍。随着细菌耐药机制研究的不断深入,研究者发现持留菌可能是导致疾病的持续性和复发性感染的真正原因。近年来持留菌的存在引起的耐药问题被高度重视,金黄色葡萄球菌持留菌的基本特征和形成机制的研究对临床上更好地控制耐药及感染问题具有重要的意义。为此,本文将从金黄色葡萄球菌持留菌的特性、生物膜、能量代谢、基因调控等多方面对金黄色葡萄球菌持留菌进行系统全面的综述。     

金黄色葡萄球菌agrC的克隆及序列分析

金黄色葡萄球菌agr系统能够调控多种毒力因子的表达,在该系统中,受体组氨酸蛋白激酶AgrC感受外部信号并传递给细胞内,在整个agr系统中起着重要的作用,成为药物发现的新靶点,该蛋白由agrC基因编码。通过分析发现,agrC基因的保守性非常差,这可能是由于它作为受体需要与信号分子结合的特异性所决定的。通过对已经公开的agrC基因序列进行比对分析,设计了多条引物,以金黄色葡萄球菌ATCC 6538的基因组DNA为模板,进行了PCR扩增并转化大肠埃希菌克隆该基因,获得了金黄色葡萄球菌ATCC 6538附属基因调节系统agrC基因的全序列。同时,通过对现有的提取金黄色葡萄球菌基因组的方法做了改进,得到了一种大量提取了金黄色葡萄球菌DNA的方法,获得的DNA纯度较高。     

Plasmid integration method: a new tool for analysis of the essentiality and function of genes in S. aureus

Staphylococcus aureus is a Gram-positive coccus and one of the major causes of community-acquired and hospital-acquired infections. We established the convenient and reliable experimental system for analyzing the essentiality and function of genes, the plasmid integration (PI) method. This method is based on plasmid integration into the genome by single cross-over recombination using a temperature-sensitive shuttle vector, and it was validated using known essential genes, gyrA and mvaD, and non-essential genes, sigB and hla. Then we analyzed 116 S. aureus conserved hypothetical protein genes with the PI method, and identified 28 essential genes. Moreover, applying the PI method, we confirmed the functional redundancy between the S. aureus gene (SA0865) and its ortholog human gene, the NAD kinase gene. These results show that the PI method is a powerful tool for the identification of essential genes and functional analysis by evaluation of complementarity.     

金黄色葡萄球菌拮抗菌株的筛选鉴定及其抗菌物质分析

【背景】植物内生菌的次生代谢产物是新型天然活性物质的重要来源。【目的】从芍药内生细菌中筛选对金黄色葡萄球菌有抑菌活性的菌株和次生代谢产物。【方法】采用平板对峙法筛选拮抗菌株,根据形态学特征和分子生物学的方法鉴定菌株,PCR扩增检测合成脂肽类物质的功能基因;运用牛津杯法依次测定内生细菌发酵液和脂肽类粗提物的抑菌活性,利用Sephadex LH-20凝胶层析分离脂肽类物质,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析具有抑菌作用的分离组分。【结果】共筛选出13株对金黄色葡萄球菌具有不同程度抑制作用的内生菌株,其中菌株SY11的抑菌作用最为显著,其发酵液和脂肽类粗提物均具有较强的抑制作用。结合形态学鉴定以及16S r RNA基因序列分析,鉴定其为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)。PCR扩增检测表明菌株SY11含有3个合成脂肽类物质的功能基因fenA、ituD和srfkn,推测该菌株可能具有合成脂肽类物质的能力。根据具有抑菌活性分离组分的质谱分析结果,推测其有效物质的主要成分为Bacillomycin D。【结论】解淀粉芽孢杆菌SY11对金黄色葡萄球菌有良好抑制效果,其脂肽类粗提物也具有较强的体外抑菌活性。本研究为芍药内生细菌的开发应用奠定了基础。     

金黄色葡萄球菌hmp基因缺失突变株的构建及抗一氧化氮能力分析

摘要：【目的】:构建金黄色葡萄球菌RN6390黄素血红蛋白(flavohaemoglobin, HMP)基因缺失突变株,研究其抗一氧化氮(Nitric Oxide, NO) 能力及其在细菌生物被膜形成中的作用。【方法】：根据同源重组技术的原理,利用PCR扩增RN6390的hmp基因上下游同源臂,经过抗生素和温度交替培养筛选hmp基因缺失突变株,利用基因组PCR、定量PCR对突变菌株进行鉴定。以硝普钠（SNP）为NO供体,检测了hmp基因缺失菌株的抗NO能力,并初步研究了hmp基因在生物被膜形成中的作用。【结果】：成功构建了RN6390的hmp基因缺失突变株,外源NO能够诱导菌株hmp基因的表达,hmp基因缺失菌株抗NO能力明显下降,但其生物被膜形成能力有明显提高。【结论】：获得了RN6390的hmp基因缺失突变株,该突变株的获得为进一步研究hmp基因的生物功能,以及细菌内源性NO的作用奠定了良好的技术平台。     

Rapid detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in screening samples by relative quantification between the mecA gene and the SA442 gene

Rapid detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is important to identify patients colonized with this pathogen and implement infection control precautions. We aimed to improve the combined use of the mecA gene polymerase chain reaction (PCR) and the SA442 PCR to detect MRSA in clinical screening samples. In a true MRSA the mecA copy number will be equal to the SA442 copy number, whereas in samples with a methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (MSSA) combined with a methicillin-resistant coagulase-negative Staphylococcus (MRCNS) the copy numbers will usually differ. Here we introduce a PCR system, relative quantification PCR (RQ-PCR), which takes this difference into account. RQ-PCR identifies true MRSA in clinical samples with a specificity that is comparable to the SCCmec-based PCRs.     

金黄葡萄球菌fnbB基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是引起奶牛乳房炎主要致病菌之一,主要通过其菌体表面的黏附素侵入寄主细胞引起疾病,为奶牛业造成巨大损失。金黄色葡萄球菌表面蛋白纤连蛋白结合蛋白(fibronectin-binding protein,FnBP)是其关键的黏附因子,在研制抗金黄色葡萄球菌的新型疫苗中占有重要地位.本文根据GenBank中纤连蛋白结合蛋白B基因（fnbB）序列设计特异性引物,以金黄葡萄球菌基因组DNA为模板,进行PCR扩增,获得3 458 bp 的DNA片段。使用T-A克隆技术,将PCR产物克隆至pGEM T easy Vector中,成功构建出了克隆质粒pGEM-fnbB。以 BamHI和XhoI 双酶切pGEM-fnbB和pET28a(+),并将纯化的基因fnbB 亚克隆至pET28a(+)中,构建出原核表达质粒pET28a-fnbB,并将其转化至E.coli BL21(DE3)感受态细胞中,经1 mmol/L的IPTG诱导和SDS-PAGE分析,在约165 ku 处出现了与预期目的蛋白相一致的外源蛋白带,Western blot分析结果表明该蛋白具有金黄葡萄球菌的抗原性。金黄葡萄球菌pET28a-fnbB成功表达为金黄葡萄球菌引起的奶牛乳房炎的诊断和研究新型疫苗奠定基础。