细菌内毒素的提取

<正> 随着革兰氏阴性菌,特别是随着肠内细菌膜结构的提纯分析技术的进步,关于内毒素(O抗原)的研究也越来越深入,并且对过去从经验中得来的方法更加有计划地和合理地进行了改进。当然Boivin和有关内毒素的初期研究者们,在这方面作出的卓越研究和贡献,对这方面的进步和发展奠定了很好的基础。随着内毒素的化学和生物学研究的进步,在提纯和精制方面也不断提出了很多新的问题。 1.内毒素的存在状态 内毒素的主要成分脂多糖是细胞壁的外膜结构(Outer membrane:OM)的构成成分。在此膜中,脂多糖、蛋白质和磷脂,以物理学的方式相互结合(疏水结合、金属离子的静电结合和配位结合)构成一种复杂的膜结构。     

革兰氏阴性菌脂多糖运输系统的构成及作用机制

革兰氏阴性菌包含有两层组分不同的膜结构——内膜和外膜,对大多数革兰氏阴性菌而言,脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)是其外膜上最主要的脂质成分,锚定在外膜小叶(the outer leaflet of the OM)上,是革兰氏阴性菌固有免疫的重要组成部分。脂多糖运输系统(lipopolysaccharide transport system,Lpt)将胞内装配完整的LPS正确装配到外膜,使得与脂多糖相关的阻渗、有机溶剂耐受性、疏水性抗生素耐受性、膜通透性等功能得以实现。该运输系统的正确作用主要依赖7个不同的脂多糖运输蛋白(Lpt ABCDEFG)协同完成,整个系统贯穿细菌内膜至外膜,由内膜上ABC转运体复合物Lpt B2FG、胞质内转运协同蛋白Lpt A/C及被许多学者称作脂多糖运输的"命门"的外膜蛋白复合物Lpt DE共同构成。本文就革兰氏阴性菌脂多糖的具体结构功能进行简介,进而综述脂多糖运输系统的7个蛋白的构成和作用机制,以期为进一步研究该系统中每个蛋白的功能提供理论基础及参考。     

链霉菌的可转座因子

可转座因子是细菌遗传分析和分子操作十分有用的工具 ,它包括插入序列、转座子和转座噬菌体。细菌的可转座因子多数来自于革兰氏阴性菌 ,少数来自于革兰氏阳性菌。链霉菌是一类重要的革兰氏阳性菌 ,近年来 ,已发现了几种链霉菌的可转座因子 ,并对部分可转座因子的转座特征作了详细的研究。最早发现的链霉菌可转座因子是天蓝色链霉菌 (Ｓ .ｃｏｅｌｉｃｏｌｏｒ)Ａ3( 2 )中 1 6ｋｂ的插入片断ＩＳ1 1 0 [1 ] ,后来在白色链霉菌 (Ｓ .ａｌｂｕｓ)中发现了ＩＳ1 1 2 [2 ] ,在带棒链霉菌 (Ｓ .ｃｌａｖｕｌｉｇｅｒｕｓ)中发现了ＩＳ1 1 6[3] ,…     

细菌细胞被膜压力响应的研究进展

细胞被膜是细菌监测外部环境变化并及时作出响应的第一道屏障,在面对温度、pH、渗透压、金属离子、活性氧以及抗生素压力时,对细胞进行保护。细胞被膜压力响应可以感受细胞被膜损伤,并通过调控转录以缓解压力,其中双组分系统和胞质外功能性σ因子是主要的压力响应系统。同时,越来越多的研究发现,非编码小RNA可与二者协同作用共同调节细胞被膜压力。由于革兰氏阴性菌和阳性菌的被膜结构不同,各自的响应机制也有所差异。该文基于细胞被膜结构,从革兰氏阴性菌和阳性菌两个方面详细介绍了细胞被膜压力响应及其最新研究进展,并展望了细胞被膜压力响应的未来研究方向。     

革兰氏阴性菌血红素转运系统结构及功能特点

铁是大多数生物包括细菌生存的必需营养元素．对于感染宿主的致病细菌,血红素(heme/haem)可作为一种主要的铁来源．血红素转运系统在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中均有发现和鉴定,其转运机制在革兰氏阴性菌中有较为深入研究．革兰氏阴性菌血红素转运系统主要由分泌于细胞外的血红素载体(hemophore)、血红素受体、TonB ExbB ExbD复合物、ABC转运体、血红素降解蛋白和调控蛋白等结构单元组成．对参与该系统的各个蛋白结构特点以及它们之间的相互作用机制的讨论,有助于对病原菌致病机制的深入研究和抗菌新药的研发．     

甜瓜乙烯应答因子基因CmERF Ⅰ-14的生物信息学分析

本研究采用生物信息学的方法对甜瓜数据库中的甜瓜乙烯应答因子基因ERFⅠ-14(登录号:MEL O3C014441)的启动子特性、RNA结构、理化性质、导肽、信号肽、跨膜结构域、蛋白质二级结构、三级结构及功能域等进行预测和推断。结果表明,CmERFⅠ-14基因的开放阅读框(ORF)长645 bp,编码214个氨基酸,蛋白质的分子量约为23 kD,理论等电点为6.59,不存在导肽和信号肽,无跨膜结构域,二级结构中最主要的结构元件是无规则卷曲,包含一个AP2/ERF功能结构域,预测到8个可能的互作蛋白和多个启动子元件,没有预测到CpG岛。系统发育分析发现,其与黄瓜ERF3-like蛋白(XP_004140127.1)亲缘关系最近。     

各种革兰氏阳性菌脂磷壁酸特异单克隆抗体的特性

<正>脂磷壁酸(LTAs)存在于许多革兰氏阳性菌的细胞膜上。它是一类由甘油磷酸(PGP)和糖脂组成的聚合体,PGP是LTA的骨架结构,它是各种革兰氏阳性菌共同抗原决定簇。测定某一细菌中交叉反应抗原,依赖于能同异嗜性(heterohile)PGP起反应的抗血清之有效性。     

单核细胞增生李斯特菌膜囊泡的制备及生物活性

[背景]细胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs)是一种在自然界中普遍存在的包含生物学活性物质的囊泡状结构,其中包括革兰氏阳性菌分泌的膜囊泡(MembraneVesicles,MVs).近年来,单核细胞增生李斯特菌(Listeriamonocytogenes,Lm)作为一种能产MVs的革兰氏阳性...     

教学中革兰氏染色两种方法的比较研究

微生物染色技术是观察微生物形态结构的重要手段 ,而革兰氏染色 ( Gram stain)是细菌学中一个经常使用和十分重要的方法 ,微生物学家 Gram氏于 1884年发明著名的革兰氏染色法后 ,10 0多年来一直使用着Gram氏发明的四步法。革兰氏染色四步法 ,就是第 1步用草酸铵结晶紫进行初染 ,第 2步用碘液进行媒染 ,使细菌着色 ,第 3步用乙醇脱色 ,第 4步用蕃红复染。革兰氏染色反应是细菌分类和鉴定的重要依据。革兰氏染色的原理为 :革兰氏阴性细菌 ( G-)细胞壁中脂类物质含量较高 ,肽聚糖含量较低 ,因而用乙醇处理时 ,溶解了脂类物质 ,使细胞壁通透性…     

革兰氏阴性菌AcrAB-TolC多药外排泵结构数据对抑制剂研发的启示

革兰氏阴性菌的多重耐药性已成为全球广泛聚焦的问题。近年研究发现,耐药结节细胞分化(resistance-nodulation-cell division,RND)家族外排泵的过表达,与革兰氏阴性菌的多重耐药性密切相关。在RND家族中,广泛存在于革兰氏阴性菌中的AcrAB-TolC外排泵被认为是导致多重耐药性的主要原因之一。为了开发有效的抑制剂,需要对AcrAB-TolC外排泵的结构有一个清晰的认识。以往对该外排泵结构的研究主要局限于体外采用X射线晶体学技术或冷冻电镜单颗粒分析技术来解析其单个组分或全泵的结构。细胞冷冻电子断层扫描技术为揭示AcrAB-TolC外排泵在天然细胞膜环境中的组装和运行机制提供了新的见解,本文综述了AcrAB-TolC不同层级的结构数据在研发外排泵抑制剂方面的贡献。     

北京市夏季空气微生物群落结构和生态分布

着重研究北京市夏季空气微生物的群落结构和生态分布特征。结果表明 :北京市夏季空气中革兰氏阳性菌明显多于革兰氏阴性菌 ,约占 70 %～ 85 % ,其中阳性球菌占总数的占 35 %～ 4 5 %。 3个功能区 (文教区、交通干线和公园绿地 )共发现 30属空气细菌 ,其中革兰氏阳性菌 2 0属 ,革兰氏阴性菌 10属。优势细菌属为微球菌属 (Micrococcus)、芽孢杆菌属 (Bacillus)、葡萄球菌属 (Staphylococcus)和假单胞菌属 (Pseudomonas)。 3个功能区共出现 10属空气真菌 ,优势菌属枝孢属 (Cladosporium)、链格孢属 (Alternaria)、无孢菌 (nonsporing)、青霉属 (Penicillium)和曲霉属 (Aspergillus) ,其中枝孢属是绝对优势菌属 ,占总数的4 8.2 %。空气细菌浓度交通干线和文教区明显高于公园绿地 ,而空气真菌浓度公园绿地和文教区明显高于交通干线。空气细菌浓度一日中 13:0 0时较低 ,0 9:0 0时和 17:0 0较高     

细菌基因组序列中ε-聚赖氨酸合成酶的生物信息学识别与分析

【目的】ε-聚赖氨酸的合成由ε-聚赖氨酸合成酶(Pls)所控制,考察Pls在细菌中的分布和保守的序列特征。【方法】基于Pls的作用机制,在蛋白序列中识别与底物结合和缩合相关的结构域,以及决定底物特异性的氨基酸残基,进而在已测序基因组中预测Pls。【结果】发现110个已测序的基因组中编码113个预测的Pls,主要分布在放线菌中,也在两株革兰氏阴性菌中被发现。一些亲缘性较高菌株的Pls一致性较高。【结论】Pls在放线菌中可能广泛分布。Pls的腺苷化、巯基化和底物缩合结构域有相对较高的序列保守性,而跨膜结构域和Linker区相对不保守。     

不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构特征

于2015年7月在甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区采集膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、红砂(Reaumuria songarica)、合头草(Sympegma regelii)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和珍珠猪毛菜(Salsola passerina)5种典型荒漠植物根际土壤样品,利用磷脂脂肪酸(PLFA)法结合Sherlock微生物鉴定系统分析了土壤微生物群落结构。结果表明,5种荒漠植物根际土壤微生物磷脂脂肪酸种类和组成差异显著,其中表征革兰氏阳性菌的18:0 iso、16:0 iso和17:1 isoω9c分别为红砂、珍珠猪毛菜特有表征放线菌的18:1ω7c 10-methyl仅在珍珠猪毛菜根际存在。总PLFAs、真菌、放线菌和真菌/细菌在珍珠猪毛菜中显著最高,革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌在膜果麻黄和珍珠猪毛菜根际显著高于其他植物,AM真菌在合头草根际有最高值。结构方程模型分析表明,与植物相比,土壤因子对微生物群落结构影响更为显著,其中易提取球囊霉素对放线菌有显著影响,土壤碱解氮是革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的主要影响因子。同时,土壤微生物群落结构可用于检测不同荒漠植物根际微环境土壤退化状况。     

北京城市空气细菌群落结构与动态变化特征

在北京市选择3个典型的功能区,通过定点系统取样,运用BIOLOG鉴定技术,着重研究了北京城市空气细菌的群落结构与动态变化特征。结果表明:北京市空气中革兰氏阳性菌明显多于革兰氏阴性菌,约占80%~85%,其中阳性球菌占总数的50%~55%。不同功能区共发现47属空气细菌,其中革兰氏阳性菌31属,革兰氏阴性菌16属。优势菌属依次为微球菌属(Micrococcus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、棒杆菌属(Corynebacterium)和假单胞菌属(Pseudomonas),它们总和约占50%。在优势菌属中,微球菌属约占总数的20%~30%,是北京市空气中比例最大的菌属,假单胞菌属约占2.5%~5.0%。文教区和交通干线细菌浓度明显高于公园绿地(P<0.01);并且文教区和交通干线空气细菌浓度四季变化特征显著,夏季和秋季较高,春季和冬季较低,公园绿地空气细菌浓度四季没有显著差异;3个功能区13:00时的细菌浓度明显低于9:00时和17:00。     

细菌Ⅵ型分泌系统的研究进展

Ⅵ型分泌系统(Type Ⅵ secretion system,T6SS)是最近发现的一种新的分泌系统,广泛存在于革兰氏阴性菌变形菌门细菌中,主要由构成分泌系统的结构蛋白、形成跨膜管道结构的转位蛋白、分泌蛋白以及一些对分泌系统起辅助功能的蛋白组成。T6SS能够增强细菌对外界环境的适应性,介导细菌对宿主细胞的致病力以及其他功能。     

革兰氏阳性菌荚膜多糖研究进展*

细菌的荚膜多糖是生物膜的重要组成部分,在细菌的生长分裂、维持细胞壁形态、抵御外界环境以及免疫反应等方面都起到重要作用。在致病菌中,荚膜多糖常作为一种毒力因子发挥作用。在革兰氏阳性菌中,荚膜多糖的化学结构、生物合成过程及功能应用越来越受到关注。讨论了革兰氏阳性菌中部分致病菌的荚膜多糖与非致病菌表面多糖的分布位置、化学组成及其结构特异性。重点讨论三种具有代表性的革兰氏阳性致病菌及非致病菌株:肺炎链球菌(Streptococcus pneumonia)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)及乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)。综述革兰氏阳性菌中荚膜多糖生物合成的三种方式:Wzx/Wzy-依赖通路、ABC转运蛋白(ABC transporter)途径及合酶依赖途径,并举例解释了相应多糖的合成过程及相关基因。介绍了革兰氏阳性菌荚膜多糖及表面多糖的生理功能,如屏障保护功能、胞间黏附功能以及参与宿主细胞的免疫反应等。结合荚膜多糖的生物学功能,概述其当前主要研究进展,如构建高耐受工程菌疫苗研制等。结合细菌荚膜多糖的特征差异,对其在医药与工业生产领域的广阔前景提出展望和建议。     

一种猪溶菌酶来源的抗菌六肽的分离鉴定及其性质

为提高猪溶菌酶(Sus scrofa lysozyme,SSL)的抗革兰氏阴性菌活性,将其进行了不同蛋白酶的水解,选择抗革兰氏阴性菌效果最好的水解产物,利用凝胶过滤色谱和反相制备色谱进行分离,对其功能成分进行液质联用鉴定。对分离得到的物质进行抗菌活性验证和生物信息学的分析,并在此基础上对抗菌物质的杀菌机理进行了探讨。结果表明,胰蛋白酶的水解产物具有较高的杀灭革兰氏阴性菌的活性,进一步分离纯化得到了具有抗革兰氏阴性菌活性的六肽A-W-V-A-W-K。经化学合成验证,该六肽既保留了SSL的部分抗菌活性,也具备杀灭多种革兰氏阴性菌的能力。进一步分析发现其位于SSL分子C端的一个螺旋-回环-螺旋的结构中,并由此推测其杀菌机理是通过改变细胞膜的渗透性,进而使细胞内溶物流出而造成细胞死亡,而抗菌实验也验证了这一推测。该抗菌肽的发现为后续提高SSL的抗菌活性提供了理论依据。     

几种植物类伐昔洛韦水解酶基因的生物信息学分析

以拟南芥和蓖麻为重点,利用生物信息学对不同植物的类伐昔洛韦水解酶(valacyclovir hydrolase-like,VACVase-Like)蛋白的理化性质、保守结构域、信号肽、跨膜结构域、导肽、亲疏水性、二级结构及三级结构等进行预测和分析,并构建了该家族系统发生树。结果表明,除了可可树属于稳定蛋白外,其余均属于不稳定蛋白。该基因家族均含有明显的信号肽、导肽、跨膜结构和亲疏水结构,且结构组成上相似,属于分泌蛋白,但是对亚细胞定位分析发现,在不同植物中存在和发挥功能部位均不相同。分析结果可为植物VACVase-like的研究提供有价值的信息,为进一步研究其在植物体内的功能和作用机理提供依据。     

跨膜丝氨酸蛋白酶研究进展

跨膜丝氨酸蛋白酶(TMPRSSs),又名II型跨膜丝氨酸蛋白酶(TTSPs)是一类定位于细胞膜上具有保守丝氨酸蛋白酶结构域的蛋白家族,哺乳动物中已发现二十多个成员.TMPRSSs 基本结构类似,C端蛋白酶结构域在胞外,N端位于胞内,还拥有单跨膜结构域,差异之处在于主干区.TMPRSSs具有多种重要生理功能,功能异常可造成耳聋、癌症、贫血和高血压等多种疾病.本文对TMPRSSs基本特征、结构、生理功能及相关疾病进行综述.     

革兰氏阴性菌TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、作用机制、分布及进化

革兰氏阴性菌在生长繁殖过程中需要从外界摄取营养物质。一些小分子营养物质可以自由地通过革兰氏阴性菌的细胞膜,而一些大分子营养物质的转运需要特异性的TonB复合物依赖性的外膜受体进行转运。TonB复合物由TonB、ExbB、ExbD构成,是革兰氏阴性菌对外界营养物质主动转运过程的能量提供单位,在革兰氏阴性菌分布广泛。近年来,对TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、结构及作用机制取得了重大研究进展,然而此复合物在不同的细菌也存在功能及作用机制上的差异。基于此背景,本文综述了TonB复合物的功能和结构研究进展,并分析了TonB复合物在革兰氏阴性菌中的分布、进化,比较了不同革兰氏阴性菌此复合物的差异,有助于进一步发现和揭示TonB复合物的新功能与作用机制。