细菌不饱和脂肪酸合成研究进展

脂肪酸不仅是细菌细胞膜组分，还是许多生物活性物质的合成原料。不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid, UFA)具有更低的相变温度，是细菌调节细胞膜流动性的重要分子，因此UFA合成途径是重要的抗菌药物筛选靶点。细菌可利用厌氧途径合成UFA，其中模式生物大肠杆菌利用经典的FabA-FabB途径合成UFA，但不同细菌中UFA合成的厌氧途径具有多样性，相关催化酶类也不尽相同；细菌还可以利用需氧途径合成UFA，利用脂肪酸脱饱和酶直接将饱和脂肪酸(saturated fatty acid, SFA)转化为不饱和脂肪酸，而不同脱饱和酶会生成不同结构的UFA，在逆境耐受、致病力等多方面发挥重要作用；细菌还可以利用单加氧酶，将脂肪酸合成途径中癸酰酰基载体蛋白(acyl carrier protein, ACP)转化为顺-3-癸烯酰ACP，并最终合成UFA。细菌脂肪酸合成相关的其他酶类在UFA合成或不同种类UFA调节中也发挥着重要作用。本文系统地总结了细菌UFA合成途径与相关酶类的多样性研究进展，旨在为进一步了解细菌UFA合成机制，并以此为靶点开发抗菌药物等方面提供理论支撑。     

细菌中酶蛋白硫辛酰化途径研究进展

硫辛酸为含有两个硫原子的八碳脂肪酸,具有很强的抗氧化性,在保健食品、化妆品和药物等领域都具有良好的应用前景。细胞中硫辛酸是重要的辅因子,影响多种α-酮酸脱氢酶活性,参与能量代谢和物质代谢。模式生物大肠杆菌中酶蛋白硫辛酰化途径研究得较为清楚,包括依赖于LipB-LipA的硫辛酸从头合成途径和依赖于LplA的硫辛酸补救合成途径。但随着研究的深入,发现不同细菌中酶蛋白硫辛酰化途径具有较高的多样性,部分细菌中GcvH蛋白也参与硫辛酰化修饰过程,相关催化酶类也不尽相同。本文系统总结了硫辛酸依赖的多酶复合体、硫辛酰修饰的结构域和GcvH蛋白,以及不同细菌中酶蛋白硫辛酰化途径多样性的研究进展,旨在为进一步了解细菌酶蛋白硫辛酰化机制、开发针对性的抗菌药物以及利用生物法高效生产硫辛酸等方面提供理论支撑。     

野油菜黄单胞菌中3-羟基脂酰ACP脱水酶Fab Z的生理功能

【背景】野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv. campestris, Xcc)引起十字花科植物黑腐病,在全球范围内造成经济损失,亟须深入研究其致病机理,开发新的黑腐病防控措施。细菌脂肪酸合成系统不仅为细胞膜合成提供原料,其中间代谢产物还是许多生物活性分子合成的底物,具有重要的生理功能,也是抗菌药物筛选的重要靶标。【目的】研究XccfabZ对扩散信号分子(diffusible signal factor, DSF)类信号产量、致病力、胞外酶、胞外多糖和运动性等方面的影响。【方法】利用报告菌株检测法分析了不同替换突变株的DSF类群体感应信号产量。利用同源重组原理,在DSF类信号高产菌株中获得替换突变株,利用高效液相色谱(highperformanceliquid chromatography, HPLC)法测定DSF类信号产量。利用剪叶法检测替换突变株对寄主植物甘蓝的致病力,并分析了不同菌株的胞外多糖、胞外酶和运动性差异。【结果】报告菌株检测法和HPLC法都证明大肠杆菌fabZ替换突变株(XccΔfabZ/pSRK-EcfabZ)中DSF类信号产量显著下降。...     

野油菜黄单胞菌中3-羟基脂酰ACP脱水酶功能研究

细菌采用II型脂肪酸系统合成脂肪酸,其中3-羟脂酰ACP脱水酶催化唯一的脱水反应,是细菌生长的关键酶之一.野油菜黄单胞菌(Xcc)引起几乎所有十字花科植物的黑腐病,在全球范围内造成广泛的经济损失.为研究Xcc中3-羟脂酰ACP脱水酶,本研究利用大肠杆菌3-羟脂酰ACP脱水酶FabZ序列同源比对时,发现其与XC_2876 (XcfabZ)编码蛋白具有同源性,序列一致性达到46.1%,同时还具有保守的α螺旋结构和活性位点.将XcfabZ异体遗传互补大肠杆菌fabZ(EcfabZ)条件突变株HW7,结果显示添加IPTG能恢复突变株的生长,初步表明XcFabZ具有3-羟脂酰ACP脱水酶活性.而体外活性分析显示,XcFabZ能在脂肪酸合成的起始反应和延伸反应中发挥3-羟脂酰ACP脱水酶活性作用.本研究不能直接获得XcfabZ基因敲除突变株,但将携带EcfabZ或XcfabZ的表达质粒导入后,获得基因替换突变株,证明XcfabZ是必需基因. EcfabZ替换突变株的脂肪酸组成与野生菌有差异,对逆境条件(高盐、低pH、H_2O_2和SDS)的耐受性显著下降,运动性也显著降低,但XcfabZ替换突变株恢复到野生菌水平,表明XcFabZ与EcFabZ虽然都具有3-羟脂酰ACP脱水酶活性,但在细胞中生理功能可能有一些差别.