牙龈卟啉单胞菌分子生物学研究进展

牙龈卟啉单胞菌已公认为是牙周炎的致病菌,它的一些表面结构诸如细胞外囊泡,菌毛,外膜蛋白,凝集素介导该菌对牙周组织粘附、定植,或作为毒性因子破坏牙周组织,随着分子生物学技术的发展,已对这些结构进行了分子克隆,本文拟就牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonasgingivalis)简称Pg)分子生物学进展作一简要综述。1　菌毛基因的分子克隆牙龈卟啉单胞菌菌毛作为该菌表面结构之一介导了该菌对牙周组织的粘附和定植。已纯化了41kda菌毛亚单位蛋白,并克隆了菌毛蛋白基因[1]。使用寡核苷酸M1和M2作为引物,采用PCR从9株Pg菌株中扩增了1.3kb的DNA片段,E…     

细菌菌毛及有关粘附素研究的新进展

近年来,有关细菌菌毛及有关粘附素(adhesin)的报导日渐增多。对菌毛结构、功能及其实际意义的研究,目前已成为细菌学的重要课题。最近有关实践及理论,均有新飞跃。一、细菌菌毛与细菌鞭毛的比较菌毛与鞭毛均系蛋白质构成,均未见有细菌胞壁酸成分掺入,且皆分别由单体菌毛素(pilin)及单体鞭毛素(flagellin)缠绕构成的单孔中空微丝组成。主要差别     

无乳链球菌耐药性及分子分型方法的研究进展

无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)是链球菌属最主要的致病菌之一,又被称为B群链球菌(group B Streptococcus,GBS)。S. agalactiae致病性主要由毒力因子和表面蛋白引起,毒力因子包括荚膜多糖、溶血素、菌毛岛屿、透明质酸酶、磷酸甘油激酶和CAMP因子,表面蛋白是αC蛋白、表面免疫相关蛋白、黏附蛋白、纤维蛋白原结合蛋白、层黏连蛋白结合蛋白和纤溶酶受体蛋白。近8年的S. agalactiae耐药情况统计数据发现,S.agalactiae已对19种抗菌抗药物产生耐药,检出20个耐药基因和12种毒力因子。国内外S. agalactiae分子分型方法主要致力于血清型、多位点序列、脉冲场凝胶电泳、菌毛岛屿和细菌前噬菌体基因分型。本文阐述了S.agalactiae生物学特性、流行性致病信息、耐药性研究现状和分子分型方法研究进展,以期为进一步探明S.agalactiae耐药机制、开发治疗S. agalactiae的新型药物提供参考。     

α辅肌动蛋白的结构和功能

α辅肌动蛋白是近年来在细胞骨架与细胞运动研究中的热点蛋白 .目前发现有α辅肌动蛋白 1、2、3和 4四种类型 ,呈细胞或组织特异性分布 .这四种蛋白的共同结构特征是在细胞内均为反向平行的二聚体 ,并具有N末端肌动蛋白结合结构域 (ABD)、血影蛋白样中央重复结构域和C末端“EF手”结构域 .作为细胞骨架中一种重要的肌动蛋白交联蛋白 ,α辅肌动蛋白通过与其相关蛋白包括整合素 (integrins)、钙粘素 (cadherin)以及细胞信号传导通路中的信号分子等的协同作用 ,在稳定细胞粘附、调节细胞形状及细胞运动中发挥着重要作用 .因此 ,肿瘤的发生、发展和恶化与α辅肌动蛋白的结构、功能密切相关 .本文结合本实验室的研究工作 ,综述了α辅肌动蛋白家族成员的结构、功能及其与肿瘤发生的相关性 .     

细菌粘附素的分子结构和装配机制

细菌感染的第一步是必须粘附于易感细胞,以获得立足点,在局部繁殖,释放毒素和酶类损坏组织,导致感染,细菌的粘附作用主要靠粘附素特异的识别结合到宿主细胞的受体,使细胞在局部定居,本文主要综述菌毛粘附素的分子结构及其因控制,菌毛粘附素如何通过四种典型途径装配,以及参与装配的蛋白质是如何协调功能的研究进展。     

肺炎克雷伯菌菌毛粘附素克隆表达及其对体外培养细胞的粘附活性

摘要：【目的】肺炎克雷伯菌(K.pn)与宿主细胞的粘附是致病的首要条件,粘附过程主要通过菌毛粘附素MrkD蛋白介导。为了进一步分析MrkD蛋白与宿主细胞间的粘附机制,进一步确定MrkD蛋白的粘附阻断作用。【方法】构建肺炎克雷伯菌菌毛粘附素融合蛋白原核表达质粒pGEX-4T-mrkD,转入大肠杆菌BL21,优化诱导表达条件,表达产物经亲和层析纯化、凝血酶切除融合蛋白GST标签后,进行SDS-PAGE和Western blot鉴定。激光共聚焦显微镜定位MrkD蛋白在宿主细胞上的结合部位;通过粘附活性试验与粘附动力学实验研究了MrkD蛋白的生物活性。【结果】实验得到了分子量为35 kDa的MrkD蛋白,定位了MrkD蛋白在宿主细胞上的结合部位,并证明了MrkD蛋白可以显著影响肺炎克雷伯菌对宿主细胞的粘附力。【结论】本试验首次证实了MrkD蛋白的粘附阻断作用并观察到了其与宿主细胞的作用位点,为研究肺炎克雷伯菌的致病机制,寻找粘附素功能表位奠定了基础。     

2型猪链球菌srtBCD菌毛岛SSU2100基因的克隆表达与免疫学特性

【目的】研究2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2,S.suis 2)野毒株05ZYH33的srtBCD菌毛岛菌毛亚蛋白SSU2100的免疫保护性作用。【方法】通过PCR扩增出SSU2100基因片段,将目的基因克隆到表达载体pET28a上,转化入E.coli BL21感受态中表达,亲和层析法纯化目的蛋白;Western blot检测SSU2100蛋白的免疫原性,重组蛋白免疫BALB/c小鼠,ELISA法检测多抗血清的效价及IgG亚型,研究重组蛋白的免疫保护作用。【结果】在原核系统成功表达出了SSU2100蛋白;ELISA结果显示重组蛋白能够刺激小鼠产生高效价的免疫抗体;动物实验表明该蛋白具有良好的免疫保护作用。【结论】菌毛亚蛋白SSU2100可以作为S.suis 2亚单位疫苗的候选分子,为系统地阐释srtBCD菌毛岛在S.suis 2致病机制中的作用奠定基础。     

冠状病毒糖基化呈现的α-半乳糖表位能增强COVID-19疫苗的免疫原性

正新型冠状病毒SARS-CoV-2上的多糖链及S蛋白形成了一层聚糖屏障(glycan-shield),掩盖了抗原肽,减少了抗原呈递细胞(APC)对灭活病毒或S蛋白疫苗的摄取。对灭活流感病毒和重组HIV疫苗gp120的研究表明,糖基化聚糖屏障呈现的α-半乳糖表位(Galα1-3Galβ1-4GlcNAc-R)能够利用天然抗半乳糖抗体增强疫苗效力,这在能够产生抗半乳糖的小鼠中进行了评估。α-半乳糖表位是天然抗半乳糖抗体的配基,     

2型猪链球菌菌毛结构亚蛋白tSSU0473的原核表达与免疫学特性研究

目的：探究2型猪链球菌（S.suis2）强毒株05ZYH33的srtF基因簇编码的菌毛结构亚蛋白SSU0473的细菌定位及其免疫保护效能。方法：原核表达截短的SSU0473（tSSU0473）,并以亲和层析法纯化目的蛋白,Western印迹检测tSSU0473蛋白的免疫原性,ELISA法检测多抗血清的效价及IgG亚型,小鼠试验测试重组蛋白的免疫保护效能,免疫电镜观测tSSU0473蛋白的细菌定位。结果：在原核系统中表达了tSSU0473蛋白;ELISA结果显示重组蛋白能够刺激小鼠产生高效价的免疫抗体;动物试验表明tSSU0473蛋白免疫小鼠可抵御致死剂量病原体的攻击,显示出较好的免疫保护作用;免疫电镜检测显示tSSU0473蛋白定位于细菌表面。结论：菌毛亚蛋白tSSU0473是S.suis2膜表面蛋白,具有良好的免疫原性和免疫保护性,可作为S.suis2亚单位疫苗的候选分子。研究结果为系统揭示S.suis2的菌毛生物学结构与功能奠定了基础。     

α-苦瓜素基因的克隆和原核表达

α-苦瓜素(Alpha-momorcharin)是一种多功能核糖体失活蛋白,具有抗肿瘤、抗HIV-1和抗菌活性,并同时具有免疫抑制活性.利用PCR(polymerase chain reaction)技术从苦瓜基因组中扩增出了成熟的α-苦瓜素蛋白基因,并亚克隆到表达载体pET28a( )上,然后分别在BL21(DE3) 和RosettaTM(DE3)pLysS中进行表达.结果表明只在RosettaTM(DE3)pLysS中,重组α-苦瓜素基因能成功地表达出33 kD大小的重组蛋白,而且在18℃和22℃的温度下,经IPTG诱导后,能成功地表达出大量可溶性重组蛋白.利用重组蛋白的N末端带有的6×His 标签,通过Ni-NTA柱纯化获得了α-苦瓜素重组蛋白.Western杂交实验表明,纯化后的重组蛋白可与鼠抗His-Tag单克隆抗体发生特异性反应.α-苦瓜素重组蛋白的获得为进一步系统研究和改造其功能与活性奠定了基础.     

碱液提取箬叶多糖的纯化及其结构性质的研究

通过高碘酸氧化、Smith降解、部分酸水解分析、NMR分析等多种方法对以不同浓度的NaOH溶液箬叶中提取的两种多糖FⅢ-a及FⅣ-a进行了研究,结果表明二者均具有多分枝结构,FⅢ-a主链以α(1→3)连接的木糖为主,分子侧链由半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸构成,葡萄糖醛酸主要位于分子的末端;FⅣ-a主链由α(1→3)木糖和β(1→6)半乳糖构成,以阿拉伯糖、葡萄糖醛酸组成侧链,葡萄糖醛酸主要位于分子的末端.     

盐泽螺旋藻(Spirulina subsalsa)藻胆体的分离和特性

采用一种简便而快速的方法分离了盐泽螺旋藻的藻胆体。藻胆体的最大吸收波长位于618 nm,室温下荧光反射峰位于677～678 nm。利用7～15％SDS—聚丙烯酸胺梯度凝胶板状电泳,可分出三条有色多肽,其中藻蓝蛋白的α亚单位与别藻蓝蛋白的α亚单位几乎重叠,不易区分;另有分子量为117,99,53,49,27,24.5和14kD的七条无色多肽。117和 99kD多肽可能联结藻胆体和类囊体,并作为末端能量受体,而14kD多肽多为“核”亚结构的组分,其余的可能为“棒”亚结构内和“核”“棒”亚结构间的联结蛋白。     

含乙型肝炎病毒S-PreS1 基因的DNA疫苗与蛋白颗粒疫苗联合免疫可增强免疫应答

为研制新型有效的HBV治疗性疫苗,构建了含PreS1与S融合基因的HBV DNA疫苗,即pVRC-HBSS1 (PreS1 21–47 aa融合在S抗原1–223的羧基端),并制备了CHO表达相同结构的蛋白颗粒亚单位疫苗HBSS1。在Balb/C小鼠中采用不同的DNA免疫方式 (即肌肉注射、皮内注射加电转) 初免3次,蛋白颗粒亚单位疫苗 (不同佐剂) 肌肉注射加强免疫1次,然后我们分析比较了各组疫苗所引起的免疫应答特点。抗体检测结果表明：皮内注射结合电转初免组产生的PreS1与 S特异性抗体水平皆高于肌肉直接注射组。进一步还发现DNA疫苗与蛋白颗粒亚单位疫苗两种疫苗联合应用后S抗原特异的细胞免疫应答 (IFN-γ ELISpot分析) 明显高于DNA疫苗或蛋白颗粒亚单位单独应用,其中皮内注射+电转结合蛋白颗粒亚单位疫苗联合免疫组可产生最强的细胞免疫应答。这些研究为新型HBV 治疗性疫苗的优化设计与合理应用提供了依据。     

动物源产肠毒素大肠杆菌(ETEC)黏附素研究进展

动物源产肠毒素大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)是引起动物(尤其是幼龄动物)腹泻的主要病原菌。已知黏附素和肠毒素是ETEC中两种重要的毒力因子,在致病性中两者缺一不可。其中黏附素结合到宿主易感肠上皮细胞是ETEC感染的第一步,也是最重要的关键步骤。动物源ETEC的菌毛黏附素主要包括K88、K99、987P、F18、F17和F41等。人们从20世纪60年代就开始了ETEC菌毛黏附素的相关研究,包括菌毛的基因、结构组成、生物合成、菌毛表达的调控机制以及黏附素和宿主受体相互作用等,这些研究基础有助于我们深入了解ETEC病原菌的感染机理;并且在疾病诊断和新疫苗的开发中具有重大意义。     

玉米C4型NADP—ME的生物信息学分析

利用生物信息学软件对GeneBank上注册的玉米C4型NADP-ME进行氨基酸组成、功能域、二级结构、疏水性、导肽、亚细胞定位、蛋白质功能及系统进化分析和预测.结果表明,NADP-ME蛋白是等电点为6.09的亲水性不稳定蛋白,包含一个结合NAD(P)的结构域和一个N-末端区域,属于裂解酶类,具有能量代谢的功能,定位于叶绿体中;α螺旋和不规则卷曲是其蛋白质二级结构的主要结构元件,β折叠和伸展链散布其中;玉米C4型NADP-ME与高粱、水稻等植物的NADP-ME基因有较高的同源性.     

铜绿假单胞菌PA16株粘附性、菌毛与质粒关系的研究

为探讨PA的质粒与粘附性及质粒与菌毛的关系,围绕PA16株的耐药性与质粒的关系、质粒与菌毛及粘附性的关系作了一系列的研究,结果表明PA16对所测的7种抗生素全部耐药,其MIC＞400 mg/L;PA16仅含有一种27.3 kb(18 Mu)的质粒.转化后此质粒也使JM109获得了对四环素的耐药性.消除此质粒后,PA16对四环素的耐药性消失.粘附试验证明PA16质粒消除株对尿道上皮细胞的粘附能力较野生株显著性减小(P＜0.05),同时,透射电镜照片显示PA16野生株表面有致密、纤细刚直的菌毛,而PA16质粒消除株表面几乎无菌毛可见.     

Ⅴ型分泌系统菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素及其受体结合位点的确定

自主转运蛋白(V型分泌系统)的β结构域已被证明可以将异源性多肽展示在细菌表面。运用DNA重组技术优化构建V型分泌系统MisL并在菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素FedF及其受体结合域FedF1。含重组质粒pnirBMisL-fedF或pnirBMisL-fedF1大肠杆菌(E.coli)DH5α经厌氧诱导后,分别与兔抗F18ab菌毛FedF亚单位单因子血清和F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪的小肠上皮细胞做玻板凝集试验和体外黏附试验,结果表明上述两株诱导表达重组菌与FedF抗血清发生明显的凝集反应,且能较好地黏附于F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪小肠上皮细胞。而菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素FedF突变体FedF(M)(黏附素受体结合域第88和89位组氨酸残基双突变为丙氨酸)的重组菌则失去上述凝集和黏附特性。以上试验结果说明,F18大肠杆菌黏附素FedF及其受体结合域FedF1在大肠杆菌表面得到了功能性表达,并进一步证明了位于FedF受体结合域内第88和89位组氨酸残基对FedF受体结合域的形成至关重要。     

罗非鱼无乳链球菌α蛋白基因的克隆、鉴定及分子特性分析

本研究克隆了罗非鱼源无乳链球菌HN0101分离株的α蛋白基因,通过生物信息学对其序列分析结果显示:α蛋白基因的ORF由1341个碱基组成,编码一个长度为446个氨基酸的多肽,N-端具有一个保守的YSIRK信号肽序列和一个AlphaC_N超家族结构域,C-末端含有1个保守Gram_pos_anchor超家族结构域,而在中间具有2个重复的Rib结构域;比较不同来源分离株的α蛋白结构,发现主要区别在于Rib结构域重复数目的不同;同源性及系统进化树分析,发现本株菌的α蛋白与已报道的人源A909和鱼源GD201008-001α蛋白聚为一簇,同源性达100%;罗非鱼源无乳链球菌α蛋白为亲水性蛋白,存在一个跨膜区,有37个潜在的磷酸化位点和1个潜在的N-糖基化位点;二级结构分析发现存在较多的无规则卷曲,推测有12个氨基酸区域可能是B细胞抗原表位;当选择大肠杆菌为表达宿主时,该重组蛋白的溶解度高达100%,亚细胞定位显示该蛋白位于细胞壁上。     

5株北极微藻藻际环境的细菌多样性

对5株北极微藻,如脆杆藻(Fragilariopsis sp.)、微单胞藻(Micromonas sp.)、四棘藻(Attheya septentrionalis)、海链藻(Thalassiosira sp.)和小球藻(Chlorella sp.)的不同生长时期的粘附细菌和游离细菌的16S rRNA基因进行PCR-DGGE分析,研究藻际环境的细菌多样性。结果表明,5株微藻具有不同的藻际微生物群落结构组成,其中微单胞藻、脆杆藻、四棘藻和海链藻的藻际细菌主要由Cyanobacteria(藻蓝细菌)、α-Proteobacteria(α-变形菌纲)和γ-Proteobacteria(γ-变形菌纲)组成,仅微单胞藻和脆杆藻检测出CFB(Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides,噬纤维菌-屈挠杆菌-拟杆菌)。小球藻由Cyanobacteria、CFB、α-Proteobacteria和β-Proteobacteria(β-变形菌纲)组成。微单胞藻的藻际菌群结构稳定,不同生长时期的游离细菌和粘附细菌组成差异不明显。3株硅藻-脆杆藻、四棘藻和海链藻的游离细菌主要由γ-Proteobacteria组成,小球藻的游离细菌主要为β-Proteobacteria,而5株微藻的粘附细菌主要由Cyanobacteria组成。从DGGE图谱来看,在脆杆藻生长的延滞期、指数期和稳定期,其藻际游离细菌和粘附细菌的16S rRNA基因扩增条带数量和位置均有明显差异,但优势扩增条带较稳定;其他4株藻粘附细菌和游离细菌的扩增条带比较稳定,说明藻际关联菌群结构较稳定。藻菌种间特异性关系为不同微藻藻株提供了重要的线索,同时也带来更多的隐藏在藻际环境中的信息。     

作用于种属差异性表位的细菌α-半乳糖苷酶(EmGalase)的鉴定和研究

对脑膜炎败血伊丽莎白金菌进行糖苷酶功能基因组分析发现,该菌存在一个GH27家族α-半乳糖苷酶基因。克隆该基因并表达蛋白后,利用人工合成的pNP底物研究其酶学性质,发现该酶具有α连接的半乳糖(α-galactose,α-Gal)底物特异性,酶反应pH为3.0~8.0,反应温度为4~45 ℃。用不同寡糖底物进一步确定,该酶能够酶切直链末端α-1,3、1,4、1,6Gal。在猪红细胞上进行的酶切实验显示,该酶能够高效清除存在于猪红细胞表面的末端Gal α 1-3Gal表位。末端α-半乳糖基化修饰在免疫与感染中发挥着重要的生物学作用,作用于种属差异性表位的细菌α-半乳糖苷酶的发现将为该领域的研究提供一个新的工具,为缓解异种输血中的超急性免疫排斥反应提供一种可能。