铜绿假单胞菌popN-突变子Ⅲ型分泌水平及与蛋白酶关系的研究

铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) Ⅲ型分泌系统(typeⅢ secretion system,TTSS)是重要的细菌致病因子之一,能够将酶蛋白直接注入到宿主细胞内,导致细胞损害的发生。重点研究了TTSS中的popN基因的功能,通过构建popN^-突变子,发现该突变子在非诱导条件下,能够分泌酶蛋白,显示popN基因编码的蛋白对TTSS蛋白的分泌具有负调控作用。进一步研究发现,popN^-突变子在不同培养基中TTSS的分泌水平存在着显著差异,影响对popN基因的功能的判断。为了解决这一矛盾,从几个方面分析了造成表型差异的可能因素,确定蛋白酶对TTSS分泌蛋白的降解作用,是表型差异存在的主要原因,从而首次系统地阐明popN^--突变子在不同培养基中都具有TTSS组成型表达的表型,对于深入研究TTSS的调控机制具有重要意义。     

铜绿假单胞菌popN-突变子Ⅲ型分泌水平及与蛋白酶关系的研究

铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) Ⅲ型分泌系统(typeⅢ secretion system,TTSS)是重要的细菌致病因子之一,能够将酶蛋白直接注入到宿主细胞内,导致细胞损害的发生。重点研究了TTSS中的popN基因的功能,通过构建popN^-突变子,发现该突变子在非诱导条件下,能够分泌酶蛋白,显示popN基因编码的蛋白对TTSS蛋白的分泌具有负调控作用。进一步研究发现,popN^-突变子在不同培养基中TTSS的分泌水平存在着显著差异,影响对popN基因的功能的判断。为了解决这一矛盾,从几个方面分析了造成表型差异的可能因素,确定蛋白酶对TTSS分泌蛋白的降解作用,是表型差异存在的主要原因,从而首次系统地阐明popN^--突变子在不同培养基中都具有TTSS组成型表达的表型,对于深入研究TTSS的调控机制具有重要意义。     

铜绿假单胞菌pcr2基因功能的研究

Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,TTSS)是铜绿假单胞菌的重要致病因子,pcr2基因位于TTSS基因簇中popN操纵子的第三位,有关该基因的具体功能研究还是空白。首先,本研究采用定点诱变方法构建pcr2-突变体,发现TTSS表达和分泌ExoS和ExoT蛋白的能力显著下降,在HeLa细胞感染实验中,ExoS和ExoT蛋白注入细胞的数量明显低于野生型菌株。其次,我们采用细菌双杂交系统研究了Pcr2蛋白与其它蛋白结合的可能性,发现Pcr2蛋白与PscB蛋白一起能够结合PopN蛋白,同时Western blot实验发现Pcr2蛋白能够调控PopN蛋白的分泌。最后,实验发现Pcr2蛋白本身也能够分泌到细胞外,可能与TTSS分泌器的早期形成过程有关。     

铜绿假单胞菌pcr2基因功能的研究

Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,TTSS)是铜绿假单胞菌的重要致病因子,pcr2基因位于TTSS基因簇中popN操纵子的第三位,有关该基因的具体功能研究还是空白。首先,本研究采用定点诱变方法构建pcr2-突变体,发现TTSS表达和分泌ExoS和ExoT蛋白的能力显著下降,在HeLa细胞感染实验中,ExoS和ExoT蛋白注入细胞的数量明显低于野生型菌株。其次,我们采用细菌双杂交系统研究了Pcr2蛋白与其它蛋白结合的可能性,发现Pcr2蛋白与PscB蛋白一起能够结合PopN蛋白,同时Western blot实验发现Pcr2蛋白能够调控PopN蛋白的分泌。最后,实验发现Pcr2蛋白本身也能够分泌到细胞外,可能与TTSS分泌器的早期形成过程有关。     

铜绿假单胞菌临床菌株TTSS表达水平及相关因素分析

Ⅲ型分泌系统（type Ⅲ secretion system, TTSS）是铜绿假单胞菌的重要致病因子．分析临床菌株中TTSS的表达水平,对于研究铜绿假单胞菌的致病机制具有重要意义．本研究通过测定融合报告基因exsA-lacZ和exoT-lacZ编码的β-半乳糖苷酶活力,分析了150株铜绿假单胞菌临床菌株exsA和exoT基因的表达水平,发现71株（47.33%）细菌exsA基因的表达为阳性,65株（43.33%）细菌exoT基因的表达为阳性,基因exsA与exoT表达水平存在正相关（P <0.001）,且不同菌株间两者表达水平差异较大．采用统计学方法对实验结果进一步分析发现,TTSS表达与呼吸道感染等临床症状相关（P <0.05）;与标本的分离时间相关（P =0.029）;与菌株亚胺青霉烯耐药性存在负相关（P <0.05）．本研究结果显示,铜绿假单胞菌临床菌株TTSS表达水平差异较大,与多种因素存在相关性.     

嗜水气单胞菌AH-1 quorum sensing 负调控Ⅲ型分泌系统的表达

通过构建嗜水气单胞菌AH-1 Quorum Sensing(QS)2个关键调节基因ahyI,ahyR的突变菌株,来系统分析嗜水气单胞菌AH-1Ⅲ型分泌系统基因,揭示它们由QS系统调控.在ahyI突变菌中,TTSS分泌效应因子(effector)aexT量显著提高.通过构建LacZ-TTSS基因启动子融合表达,进一步表明QS系统负调控编码TTSS组分的基因.     

十字花科黑腐病菌hrpW基因的功能鉴定

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)8004菌株基因组中XC_3023注释为Hrp W蛋白基因。本研究利用生物信息学和分子生物学技术,对hrp W基因进行功能鉴定。生物信息学分析发现Hrp W蛋白具有Harpin特征:含有果胶裂解酶结构域,为酸性蛋白,富含甘氨酸和丝氨酸。转录分析结果发现hrp W基因自身有一较弱的启动子,受MMX基本培养基诱导表达。共转录分析结果表明hrp W基因与上游hrp E、hpa B基因共同转录。Western blotting和转运分析结果显示,Hrp W蛋白受Ⅲ型分泌系统(typeⅢsecretion system,T3SS)依赖分泌,但不转运。植株试验结果发现纯化的Hrp W蛋白能在烟草上诱发过敏反应(hypersensitive reaction,HR)。这些结果揭示XC_3023编码蛋白Hrp W为Ⅲ型分泌系统分泌的Harpin蛋白。     

斜卧青霉转录调控因子BglR的缺失对纤维素酶生产的影响

【目的】斜卧青霉(Penicillium decumbens)作为高效分泌纤维素酶的重要丝状真菌,其纤维素酶的合成与分泌在转录水平上被调控。进一步研究纤维素酶基因表达的转录调控,构建高效高产纤维素酶的工业菌株。【方法】根据斜卧青霉114-2在不同碳源生长条件下基因组表达谱的差异,发现新的转录调控因子BglR(PDE-01706),该蛋白与产黄青霉(Penicillium chrysogenum)Pc20g04780的锌指结构蛋白具有59%同源性。通过基因同源双交换,得到BglR缺失突变株ΔbglR-1,对突变株ΔbglR-1的表型、营养生长、产纤维素酶活、蛋白分泌能力及发酵液pH变化进行研究。【结果】转录调控因子BglR的缺失可导致突变株ΔbglR-1的β-葡萄糖苷酶活力提高40%,并造成其滤纸酶活、内切葡聚糖酶及木聚糖酶活明显降低。【结论】结果表明转录调控因子BglR对于斜卧青霉纤维素酶的调控有重要作用。     

两种食用菌漆酶基因克隆及表达分析

漆酶在食用菌生长过程中具有降解木质素、影响子实体形成等重要生理功能,而营养条件会显著影响酶的形成。本研究克隆了杏鲍菇和松杉灵芝部分漆酶基因,比较分析了不同营养条件对漆酶基因表达量及胞外酶活的影响。结果表明,两种食用菌漆酶基因序列差异较大,蛋白同源性低;杏鲍菇在高N低C、高无机盐、完全培养基中胞外漆酶酶活较高,而在转录水平基因表达量高低分别为低N、完全、高N低C培养基;加入有机碳如蔗渣在促进松杉灵芝漆酶基因的转录同时可提高胞外酶活,同时Cu2+可诱导漆酶的分泌,但无诱导漆酶转录作用。C、N比例的调整对2种食用菌漆酶基因的表达与胞外酶活影响具有明显差异,高氮源可促进菌株漆酶的分泌。该结果为进一步探讨漆酶基因调控机制及其生物学功能提供理论基础,同时为改变营养条件提高食用菌胞外漆酶酶活,加强食用菌胞外漆酶的应用提供理论依据。     

铜绿假单胞菌泳动能力相关新基因的筛选及鉴定

从Mu转座突变子文库中经过表型筛选,得到12株泳动(Swimming motility)能力缺陷的突变子,经Mu转座子插入位点的确认、基因克隆及测序分析发现其中10个突变子中Mu转座子分别插入到10个不同的与鞭毛运动和功能相关的基因中,2个突变子中Mu转座子插入到功能未知的新基因(PA2950和PA5022)中,电镜观察结果表明这2个突变株均具有完整的鞭毛,初步推测这2个基因可能是参与鞭毛泳动的能量代谢、趋化作用或信息传递的新基因。     

致病菌III型分泌系统分子伴侣序列保守性分析及新伴侣的预测

很多革兰氏阴性致病菌使用Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,TTSS)将毒力因子直接注射到宿主细胞质中,其中某些效应蛋白(即毒素)需要专一的Ⅲ型分泌系统分子伴侣才能有效分泌。尽管2000年Cheng等提出这些分子伴侣中应该存在保守的氨基酸序列或保守的分泌信号,但是以往的研究并没有发现保守的氨基酸序列或分泌信号。文章作者通过生物信息学模体搜索对45个Ⅲ型分泌系统分子伴侣的氨基酸序列进行分析,找出5个与Ⅲ型分泌系统分子伴侣功能有关的保守模体和模体组合。其中一个为已知的,一个比已知的34氨基酸多肽重复(tetratdco peptide repeat,TPR)模体更具有Ⅲ型分泌系统分子伴侣SycD家族特征,其他3个为新的模体。每个Ⅲ型分泌系统分子伴侣家族包含一个或多个模体,这揭示了同类分子伴侣序列中确实存在保守的位点,暗示着同类分子伴侣可能存在相同的空间结构和功能,进一步支持了Birtanlan有关相同的空间结构具有普遍TTSS三维分泌信号的假说,并基于此分析和同源分析预测出27个新的可能的Ⅲ型分泌系统分子伴侣。     

磷酸酶在病原菌侵染寄主中的作用

磷酸酶不仅在生物体正常细胞进程中具有重要作用,而且在病原菌与寄主相互作用中也起着至关重要的作用。目前,国内外在革兰氏阴性病原菌通过其Ⅲ型分泌系统(Type III secretion system,TTSS)分泌磷酸酶到寄主细胞以调控寄主免疫和扩大病原性方面研究较多,而在病原真菌逃避寄主免疫方面则报道很少。本课题组研究发现昆虫病原真菌绿僵菌分泌的一种胞外酪氨酸蛋白磷酸酶在体外能特异地使蝗虫体液免疫信号转导物质去磷酸化,暗示可能影响蝗虫的免疫防御。以下着重从磷酸酶的分类及其在病原菌侵染寄主中的作用研究等方面进行综述,以期为进一步研究磷酸酶的作用提供参考。     

不同亚型流感病毒NS1蛋白在酵母菌细胞中转录激活功能的差异

非结构蛋白1（nonstructural protein1,NS1）是甲型流感病毒一种重要的调控蛋白,与病毒的毒力密切相关,本文检测了不同亚型流感病毒NS1蛋白在酵母菌细胞中的基因转录激活能力,将携带NS1基因的诱饵载体与空的猎物载体共转化AH109和Y187酵母菌细胞,观察AH109在QDO培养基上的生长情况,以X-α-gal为底物检测其分泌α-半乳糖苷酶的能力;通过ONPG实验定量分析Y187酵母菌细胞β-半乳糖苷酶活性的强弱,结果发现转化H1N1,H5N1和H9N2亚型流感病毒NS1基因的AH109酵母菌细胞能够在QDO培养基上生长,并分泌高水平的α-半乳糖苷酶,同时这些基因转化的Y187酵母菌细胞具有很强的β-半乳糖苷酶活性,与此相反,H3N2亚型流感病毒NS1基因转化AH109和Y187后,上述实验结果均为阴性,这说明H1N1,H5N1和H9N2亚型的NS1蛋白具有刺激酵母菌细胞基因转录的功能,而H3N2亚型的NS1蛋白缺乏这种能力,表明NS1蛋白型别的不同可造成其生物学活性的差异。     

大肠杆菌44277(O2: K1) 中rmlB 基因功能

摘要: 【目的】确定rmlB 基因在大肠杆菌( O2: K1) L-型鼠李糖合成中的作用。【方法】将基因rmlB 进行原核表达并测定酶活; 用同源重组的方法将rmlB 基因敲除,分析表型变化,并运用质谱,以及核磁共振等手段分析脂多糖O 侧链的结构,以确定rmlB 在O 抗原合成中的作用。【结果】成功对rmlB 基因进行了表达并测定了重组蛋白的酶活,确定蛋白RmlB 具有dTDP-D-glucose 4,6-dehydratase 活性。成功构建了rmlB 基因缺失突变株,对突变株进行表型分析发现突变株的表型与野生株相比无变化。对突变株分析发现突变株中的O抗原仍含有L-型鼠李糖,说明在该菌株中可能存在RmlB 的同功能酶或者存在其它的L-型鼠李糖合成途径。【结论】rmlB 基因编码的蛋白具有dTDP-D-glucose 4,6-dehydratase 活性但此基因对于L-型鼠李糖的合成不是必需的。     

黑曲霉纤维素酶突变子T-DNA插入位点的遗传分析及性质鉴定

采用羧甲基纤维素钠筛选培养基,对黑曲霉(Aspergillus niger)T-DNA突变子文库进行筛选,分离到一株纤维素酶分泌水平较低的菌株AN-108,为野生型菌株的83.3%。进一步测定该突变子固体发酵的纤维素酶活力,与野生型菌株相比没有明显差别,推测与固体发酵培养基中含有的天然糖类有关。在添加不同糖类的CMC-Na平板上培养该突变子,菌落周围均出现较明显的水解圈,结果显示糖类可能作为诱导物克服突变带来的影响。为了确定突变子AN-108中何种基因被阻断,采用反向PCR方法分析了T-DNA插入位点的序列,获得序列经过比对分析发现,该序列与黑曲霉An14g03730同源程度达90%,编码富含脯氨酸蛋白(proline-rich protein,PRP)。     

脂蛋白酯酶研究进展及对动脉粥样硬化的影响北大核心CSCD

脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)主要在脏器实质细胞合成和分泌,可以水解乳糜微粒(chylomicron,CM)、低密度脂蛋白(low-density lipoproteins,LDL)及极低密度脂蛋白(very low-den-sity lipoproteins,VLDL)中的甘油三酯(triglyceride,TG),对清除体内过多的TG至关重要。新近研究发现LPL的基因结构、合成、分泌及降解具有复杂性,生物功能的发挥和基因的表达也受到多种转录因子、微小RNA(microRNA,miRNA)、相关蛋白及营养激素的调控,其在动脉硬化性疾病中的作用也存在较大的争议。因此,本文主要针对LPL基因的结构、合成与降解、生物功能、表达调控及与动脉硬化性心血管疾病关系的研究进展做一综述,以期进一步明确LPL在心血管疾病中的作用和意义。     

NaHCO3胁迫下紫杆柽柳一些基因的表达

应用差异显示技术研究了NaHCO3胁迫下紫杆柽柳(Tamarix androssowii)基因的表达.经Northern检测共获得了17个基因片段,BLASTX分析表明,有2个基因与编码F-box类蛋白家族成员的基因同源性较高(F-box蛋白的功能为调节细胞周期转变、转录调控和信号转换,在植物抗逆防御系统中起重要作用);1个基因与翻译起始因子eIF成员有高的同源性(eIF在植物和酵母的抗盐胁迫中起重要作用);2个与分泌型过氧化物酶和过氧化物酶基因同源性高的基因片段;5个与盐碱胁迫密切相关的新基因,它们在胁迫前后差异表达明显.另外7个与已知基因同源性较高或有一定相似性,它们在抗盐碱胁迫中的作用尚待研究.     

miRNA 的生物合成过程

MicroRNA (miRNA) 是一类真核生物内源性的小分子单链 RNA ,通常为 18 ～ 25 nt 长,能够通过与靶 mRNA 特异性的碱基配对引起靶 mRNA 的降解或者抑制其翻译,从而对基因进行转录后的表达调控 . 近几年来,在动物细胞和植物组织中,上百种 miRNA 被陆续发现 . 这些小分子调控 RNA 是从 60 ～ 200 nt 的具有发夹状结构的前体中被切割出来而成熟的,在动物细胞中, miRNA 基因的转录初产物 (pri-miRMA) 很快被一种核糖核酸酶Ⅲ Drosha 加工成为 miRNA 前体 (pre-miRNA) ,然后由细胞核转运至细胞质中,经另一种核糖核酸酶Ⅲ Dicer 识别剪切为成熟 miRNA. 对这一过程进行了简要的综述,并且对植物 miRNA 的成熟过程也进行了探讨 . 对 miRNA 的生物合成过程的深入了解,将有助于研究这一类起重要调控作用的 RNA 是如何行使功能的,从而进一步研究其在生长发育及各种疾病中所起的重要作用 .     

十字花科黑腐病菌群体密度和DSF信号因子负调控Ⅲ型分泌系统

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是能在全世界引起十字花科植物黑腐病的革兰氏阴性细菌。群体感应(quorum sensing,QS)是细菌通过感应菌群生长密度调控自身生理活动和致病因子的作用。Xcc QS信号分子为DSF(diffusible signal factor)因子,感受系统由rpf(regulation of pathogenicity factors)基因簇编码。Ⅲ型分泌系统(T3SS)是Xcc与寄主植物相互作用并致病的关键系统,Xcc的Ⅲ型分泌系统是由hrp(hypersensitive response and pathogenicity)基因簇所编码的。研究rpf/DSF系统对Ⅲ型分泌系统的调控作用,对于揭示该病原菌致病分子机制,以及植物病害防治具有重要的意义。针对Xcc 8004菌株,利用连有hrp B基因启动子区的p LGUS报告质导入Xcc 8004中,在XCM诱导培养基中添加DSF因子后通过测定GUS酶活对比DSF对hrp基因的调控作用。结果发现,随着菌体浓度的增长,hrp B基因的表达呈下降趋势;额外加入DSF因子后hrp B基因的表达量呈现下降趋势。十字花科黑腐病菌中菌体密度和信号扩散因子对Ⅲ型分泌系统有负调控作用。     

谷子几丁质酶基因家族鉴定及在白发病菌胁迫下的表达分析

谷子白发病是威胁谷子产量和品质的重要系统性侵染病害。在抵抗病原菌的过程中,抗病相关基因起着尤为重要的作用。几丁质酶(Chitinase,EC.3.2.1.14)是植物抗病反应过程中的一类重要的病程相关蛋白,在植物防御病原菌侵染和害虫危害中扮演重要的角色。本研究在前期对白发病菌侵染抗感谷子品种转录组分析的基础上发现几丁质酶家族基因在抗感品种中显著差异表达,推测该家族基因可能参与谷子对白发病的抗病反应过程。基于此,本研究运用生物信息学相关技术对筛选出的30个谷子候选抗病相关几丁质酶家族基因进行染色体定位,利用TBtools等软件对该基因家族的理化性质、基因结构、发育树构建、蛋白序列及其转录水平进行分析。结果表明,30个谷子几丁质酶家族基因分布在8条染色体上(第6条染色体除外)。几丁质酶蛋白均含有分泌信号肽,预测为分泌蛋白,且具有保守蛋白基序。系统发育树分析显示,该基因家族成员可分为3个亚组。结合白发病菌侵染抗感谷子转录组数据,根据其表达模式的差异,可分为上调、下调和不表达3类基因。荧光定量PCR结果表明,Seita.1G225300、Seita.4G286000、Seita.5G389900、Seita.7G150600、Seita.7G150700和Seita.8G076900这些基因表达在抗感品种中存在显著差异,很可能参与抗白发病的调控过程。其研究结果有望为谷子抗病基因克隆及分子育种提供一定的理论参考。