单核细胞增生李斯特菌LadR蛋白对外排泵MdrL的调控机制研究

研究单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)调控子LadR对外排泵MdrL的调控作用及方式。采用同源重组技术构建ladR基因缺失菌株ΔladR;通过实时荧光定量PCR检测mdrL基因在野生株EGD-e和突变株ΔladR中的转录水平;构建重组蛋白表达菌株BL21(DE3)-ladR并纯化重组蛋白His6-LadR;通过凝胶阻滞试验检测LadR蛋白与mdrL基因启动子区域的结合活性。成功构建ladR基因缺失菌株ΔladR。与野生株EGD-e相比,突变株ΔladR中mdrL基因的转录水平提高约51倍;成功构建重组蛋白表达菌株BL21(DE3)-ladR,纯化得到浓度为1 mg/mL的重组蛋白His6-LadR;凝胶阻滞实验结果显示,重组蛋白His6-LadR可与mdrL基因的启动子区域特异性结合。Lm的调控子LadR通过与mdrL基因启动子区域特异性结合实现对外排泵MdrL的负调控。     

MvaT调控铜绿假单胞菌吩嗪的合成机制

【背景】属于H-NS家族的MvaT转录因子参与了铜绿假单胞菌的许多重要代谢过程,如吩嗪合成代谢,但其调控方式仍不十分明确。【目的】确定转录调控因子MvaT是否直接调控铜绿假单胞菌的吩嗪合成过程,即该蛋白是否可以直接结合2个吩嗪-1-羧酸合成基因簇(phzA1G1和phzA2G2)与3个分支转化基因(phzH、phzS和phzM)的上游启动子区域。【方法】以铜绿假单胞菌SJTD-1和其mvaT基因敲除突变株SJTD-1(ΔmvaT)为研究对象,检测其在不同培养基条件下吩嗪化合物的合成量差异。通过体外异源表达与亲和纯化,获得重组蛋白MvaT。利用凝胶阻滞实验,确定MvaT重组蛋白对5个吩嗪代谢基因簇/基因上游启动子的结合情况。【结果】mvaT基因敲除突变株SJTD-1(ΔmvaT)的吩嗪产量较野生型显著提升。MvaT重组蛋白被有效表达与纯化,体外凝胶阻滞实验结果显示,该重组蛋白可与phzA1G1、phzA2G2、phzM、phzS和phzH的上游启动子区域均发生特异性结合。其中,重组蛋白MvaT与phzA1G1和phzA2G2的结合区域位于其上游启动子的200 bp以内,而该蛋白与phzM、phzS和phzH的结合区域则位于其上游启动子的100 bp以内。【结论】MvaT蛋白通过直接结合吩嗪合成代谢基因的上游启动子区域来直接调控假单胞菌的吩嗪类化合物合成。     

苏云金芽胞杆菌Sigma H对芽胞形成的影响

【目的】检测苏云金芽胞杆菌HD73中的转录调控因子Sigma H(σ~H)对spo0A基因转录的调控作用;异源表达纯化Sigma H蛋白,验证其对spo0A基因启动子的直接结合;检测sigH基因的缺失对苏云金芽胞杆菌HD73芽胞形成和晶体蛋白产生的影响。【方法】通过测定spo0A基因启动子指导的β-半乳糖苷酶活性评价spo0A基因在苏云金芽胞杆菌HD73野生型和sigH缺失突变体中的转录水平;通过PCR扩增苏云金芽胞杆菌HD73的sigH基因并插入到表达载体pET21b上,将质粒转入到表达菌株BL21(DE3)中,得到重组菌株BL21 (pETsigH);利用镍柱亲和纯化和阴离子交换纯化得到纯化的Sigma H蛋白;通过凝胶迁移实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)验证Sigma H蛋白与spo0A基因启动子的直接结合;通过显微镜观察、活芽胞计数的方法对突变株HDΔsigH进行表型特征分析。【结果】sigH缺失后,spo0A基因转录活性降低;在大肠杆菌中正确表达并纯化出大小约为28kDa的Sigma H-His蛋白;EMSA结果表明纯化后的Sigma H-His蛋白可与spo0A基因启动子结合;镜检和活芽胞计数结果表明突变株HDΔsigH无法产生芽胞和蛋白晶体。【结论】Sigma H蛋白通过与spo0A基因启动子结合直接调控spo0A基因的表达且sigH基因的缺失阻断了苏云金芽胞杆菌中芽胞和晶体蛋白的产生。     

丁香假单胞菌冰核基因inaQ变速箱启动子结构与活性分析

序列比对与结构预测显示丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)野生型菌株MB03的冰核基因inaQ启动子为一种在细菌中罕见的变速箱型启动子。通过克隆长度为522bp的inaQ基因启动子区(P522)并与绿色荧光蛋白基因gfp构建融合基因P522gfp后,在恶臭假单胞菌AB92019菌株中进行表达分析。结果表明,包含结构模块A-Box和B-Box的P522在该菌株中具有启动子活性,且在寡营养条件和较低温度下具有更高的活性,是一种可调控启动子。     

群体感应系统核心调控子对副溶血弧菌mshH基因的调控研究

【目的】探究副溶血弧菌群体感应(quorum sensing,QS)系统核心调控子AphA和OpaR对mshH基因的转录调控。【方法】提取特定条件下副溶血弧菌野生株(wild-type,WT)和调控子基因突变株(ΔaphA和ΔopaR)的总RNA,采用实时定量PCR (quantitative real-time PCR,qPCR)研究AphA和OpaR对mshH基因的转录调控关系以及mshH基因的时相依赖性表达特性;将mshH启动子区DNA序列克隆入pHRP309质粒β-半乳糖苷酶基因的上游,构建LacZ重组质粒,并将其转入WT、ΔaphA和ΔopaR中,获得LacZ实验菌株,再通过LacZ报告基因融合实验研究AphA和OpaR对mshH基因的调控关系以及mshH基因的时相依赖性表达特性;PCR扩增mshH上游启动子区DNA序列,并纯化His-AphA和His-OpaR蛋白,通过凝胶阻滞实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)和DNase I足迹实验,研究体外条件下His-AphA和His-OpaR对靶基因启动子区DNA片段是否具有直...     

荧光假单胞菌2P24中retS对抗生素2，4-二乙酰基间苯三酚合成的影响

假单胞菌中RetS是一个位于膜上的感应激酶,对多种基因的表达都有调控作用.在铜绿假单胞菌中,RetS可以与另一个感应激酶GacS直接互作,并抑制GacS的磷酸化.[目的]本文利用遗传学方法研究了荧光假单胞菌2P24中RetS对抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)合成的影响,并对其可能的调控机制进行了初步探索.[方法]利用高压液相色谱法(HPLC)检测2P24及其衍生菌株中2,4-DAPG的产量.将Gac/Rsm 信号途径中小RNA及调控蛋白的转录报告质粒转入到菌株2P24及其retS突变菌株中,检查RetS对以上基因转录表达的影响.[结果]菌株2P24中缺失retS后未知红色素和抗生素2,4-DAPG的产量较野生型均明显升高.进一步试验表明,RetS转录水平负调控小RNA RsmX和RsmZ的表达,这说明RetS可在转录后水平影响2,4-DAPG的合成.然而,同时缺失retS和gacS或同时缺失retS和gacA之后,由retS单基因缺失所造成的未知红色素和2,4-DAPG合成量升高、小RNA转录表达增强等性状消失,而与gacS或gacA单基因缺失突变体的表型一致.[结论]以上结果说明菌株2P24中RetS是2,4-DAPG及未知红色素合成的负调控因子,并且RetS对2,4-DAPG及未知红色素合成的调控依赖于Gac/Rsm信号传递路径.     

鼠疫菌重要调控子蛋白的表达纯化及DNA结合活性分析

目的:利用大肠杆菌BL21(λDE3)的表达系统,表达7个有活性的、与鼠疫耶尔森菌(鼠疫菌)传播及致病密切相关的调控子蛋白,并对这些蛋白与DNA的结合活性进行分析,为构建鼠疫菌毒力基因转录调控网络建立分子生化实验平台。方法:通过分子克隆技术构建鼠疫菌调控子蛋白的表达菌株,所得菌株经IPTG诱导后能分别表达鼠疫菌CRP、Fur、PhoP、OxyR、OmpR、RcsB和RovA带His标签的融合蛋白;对这些蛋白与DNA的结合基序进行生物信息学预测;通过体外凝胶迁移实验验证上述蛋白与靶DNA的结合活性。结果:表达了7种有活性的鼠疫菌调控子蛋白,这些蛋白与靶基因启动子区具有体外结合活性。结论:表达的7种调控子蛋白在鼠疫菌的传播致病中有重要作用,这些调控子蛋白与DNA体外结合实验平台的建立,是构建鼠疫菌毒力基因转录调控网络的基础。     

DegU负调控地衣芽胞杆菌普切明酸的合成及分泌

普切明酸是地衣芽胞杆菌合成并分泌的一种铁离子螯合剂,是细胞维持铁稳态的重要介质。【目的】揭示转录调控因子DegU在调控普切明酸的合成及分泌过程中的作用。【方法】以地衣芽胞杆菌DW2为出发菌株,构建degU缺失菌株DW2ΔdegU和过表达菌株DW2::Pbay-degU,通过产物检测、转录水平检测、凝胶阻滞分析和GFP报告蛋白表达分析等方法分析DegU对普切明酸合成、分泌及调控因子基因的转录调控机制。【结果】DW2ΔdegU的普切明酸产量相比于DW2提高了56.8%,而DW2::Pbay-degU相比于DW2菌株则下降83.7%。同时,degU缺失后,普切明酸合成酶基因yvm C和转运蛋白基因yvm A的转录水平分别上升为DW2的2.85倍和2.71倍,yvmC和yvmA的负调控因子基因yvmB的转录水平则下降为DW2的0.35倍;而在DW2::Pbay-degU菌株中,yvmC和yvmA的转录水平分别下降为DW2的0.47倍和0.24倍,yvmB的转录水平则上升为DW2的1.78倍。凝胶阻滞分析和GFP报告蛋白表达分析表明,DegU可以直接与PyvmC和PyvmB启动子结合,但是与yv...     

副溶血弧菌拟核相关蛋白H-NS间接抑制VP1687-1686的启动子区转录

为了探讨副溶血性弧菌拟核相关蛋白H-NS对Ⅲ型分泌系统(T3SS) VP1687-1686基因位点的转录调控,本研究提取副溶血弧菌hns突变株(Δhns)和野生株(WT)的总RNA,采用引物延伸实验研究靶基因的转录起始位点,并根据产物的丰度判断H-NS对靶基因的调控关系;采用实时定量RT-PCR研究靶基因mRNA在WT和Δhns中转录丰度,以判定H-NS对靶基因的转录调控关系;将靶基因启动子区域DNA序列克隆至lacZ基因上游,将重组质粒转入WT和Δhns中,得到相应的LacZ菌株,通过LacZ报告基因融合实验研究H-NS对靶基因的调控关系;用PCR扩增靶基因的启动子区DNA序列,并纯化His-H-NS蛋白,通过凝胶阻滞实验(EMSA)研究His-H-NS是否对靶基因启动子区具有直接的结合作用。研究结果显示,T3SS的VP1687-1686只含有一个转录起始位点,位于翻译起始位点上游82 bp处,且H-NS能够抑制其转录活性,但不能直接结合到VP1687-1686区的启动子区。另外,H-NS对calR的转录无调控作用,His-H-NS也不能结合到其启动子区。本研究的结果初步说明,H-NS能够间接抑制VP1687-1686的转录,该抑制机制与CalR无关联。     

苏云金芽胞杆菌BkdR和CcpA对bkd基因簇的转录调控

【目的】通过分析苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)转录调控因子BkdR和多效调控因子CcpA对亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸代谢基因簇bkd的转录调控,明确bkd基因簇的转录调控机制。【方法】通过β-半乳糖苷酶活性测定分析bkd基因簇启动子的诱导转录活性,采用同源重组技术敲除Bt HD73菌株的ccpA基因,通过融合His标签的方法在大肠杆菌中表达纯化BkdR和CcpA蛋白,通过凝胶阻滞实验明确BkdR和CcpA蛋白与bkd基因簇启动子的结合作用。【结果】亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸可诱导bkd基因簇启动子Pptb的转录活性。Pptb的诱导活性在bkdR突变体中明显降低,而在ccpA突变体中明显上升。BkdR和CcpA蛋白与Pptb均有结合作用。【结论】bkd基因簇的转录活性受BkdR正调控,而受CcpA负调控。     

MarR家族转录因子HpaR和XC0449协同调控野油菜黄单胞菌致病性

MarR家族转录因子广泛存在于细菌及古生菌中,并灵活、精细地调控多种毒力、抗胁迫及抗生素相关的生理生化途径。在野油菜黄单胞菌中,MarR家族转录因子HpaR (XC2827)的失活会显著降低细菌对于寄主甘蓝的致病力,同时会导致胞外蛋白酶的过量表达。本研究进一步发现,Xcc 8004基因组一共编码9个MarR家族转录因子。表达并纯化其中的HpaR (XC2827)和XC0449,体外微量热泳动(MST)实验及Pull-down实验证明二者可以在体外特异性结合。同时,表型检测发现XC0449突变会导致细菌致病力显著下降。通过体外凝胶迁移阻滞试验(EMSA)、体内qRT-PCR和GUS检测证明,XC0449和HpaR均作为转录激活子协同调控下游致病相关基因XC0705的表达,最终调控细菌毒力及胞外酶合成。     

苏云金芽胞杆菌rocE基因的转录调控

【目的】rocE基因编码精氨酸降解途径中的精氨酸通透酶,通过分析苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt) rocE基因的转录活性,明确rocE基因的转录调控机制。【方法】通过RT-PCR确定rocE基因所在基因簇的转录单元;β-半乳糖苷酶活性测定分析rocE基因启动子(ProcE)的转录活性;采用同源重组技术敲除BtHD73菌株的rocE基因;通过融合His标签的方法在大肠杆菌中表达纯化RocR蛋白的HTH结构域;通过凝胶阻滞实验明确RocR与rocE基因启动子的结合作用。【结果】在M9培养基中,精氨酸可诱导ProcE的转录活性;在SSM培养基和精氨酸诱导培养基中,与出发菌株HD73相比,ProcE在sigL (编码Sigma54因子)突变体和rocR突变体中的转录活性显著下降。RocR-HTH蛋白与ProcE有结合作用。rocE基因的缺失对菌体生长和Cry1Ac蛋白产量无显著影响。rocE缺失突变体的芽胞形成率为65.5%,HD73出发菌株为85.7%,显著性分析结果表明差异显著(P0.05)。【结论】rocE基因的转录活性受Sigma54的控制,并受RocR正调控。rocE基因的缺失影响菌株的芽胞形成率。     

荧光假单胞菌M18 rpoD克隆及其对抗生素合成的影响

荧光假单胞菌M18对多种植物病原真菌具有显著的抑制作用。荧光假单胞菌(Pseuclomones fluo-rescens)M18能同时合成吩嗪-1-羧酸(PCA)和藤黄绿菌素(P1t)两种抗生素。从M18的基因组中克隆了rpoD基因,其相应的氨基酸序列与荧光假单胞菌CHAO中RpoD蛋白的氨基酸序列完全相同。利用基因重组技术和大肠杆菌-荧光假单胞菌穿梭质粒,pME6032,将rpoD置于强启动子Ptac的控制下,导入M18菌株。发现经重组质粒转化的M18,与对照相比,培养基中PCA和Plt开始累积的时间分别提前4h和8h,积累量提高1倍和6倍.     

沙眼衣原体质粒调控基因的上游序列有广泛的ChxR结合位点

目的:利用凝胶阻滞实验分析沙眼衣原体质粒调控基因的上游DNA序列与ChxR 的相互作用;方法:利用表达载体p ET-21b在大肠杆菌BL21(DE3)中重组表达ChxR ,重组蛋白的N端有T7标签、C端有6×His标签,用TALON金属亲和介质纯化重组蛋白;PCR扩增沙眼衣原体质粒调控基因的上游区约150 bp,连接p CR2.1载体,重组载体经单酶切,制备3'端生物素标记探针;用引物延伸实验确定glgA的转录起始位点,并合成5条glgA上游区的30 bp重叠探针;用凝胶阻滞实验分析ChxR 与以上探针的相互作用。结果:4个质粒调控基因的上游均有多个ChxR 结合位点,特别是glgA上游区至少有6个结合位点;glgA上游的ChxR 结合位点多位于启动子和启动子下游区。结论:ChxR 可能参与质粒调控基因的转录;在glgA转录中,ChxR 可能起转录抑制子的作用。     

假单胞菌M18 pqsR突变株的构建及其对藤黄绿菌素合成的调控

假单胞菌M18是一株能同时合成藤黄绿脓菌素(Plt)和吩嗪-1-羧酸(PCA)两种抗生物质的植物根际促生细菌。运用PCR方法, 从M18基因组中扩增得到pqsR基因, 该基因编码LysR家族调控蛋白PqsR。通过同源重组技术, 构建假单胞菌M18的pqsR突变菌株M18PRG。比较野生型菌株M18和突变菌株M18PRG在KMB培养基的Plt产量, 发现M18PRG 菌株合成Plt的量约为野生型M18菌株的3~4倍。在pqsR突变株的反式互补实验中, Plt的产量回复到野生型水平。pltA′-′lacZ翻译融合的测定结果进一步证明PqsR对Plt生物合成基因簇具有负调控作用。分析M18野生型及其pqsR突变株的生长曲线, 发现PqsR对细菌的生长具有抑制作用。另外, 我们还发现pqsR基因调控红色色素的产生。上述结果表明, 在假单胞菌M18中, PqsR作为全局性调控因子参与了细胞内多种生理活动的调控。     

H-NS蛋白对副溶血弧菌hcp1的转录调控

【目的】研究调控子H-NS对副溶血弧菌T6SS1结构蛋白基因hcp1的转录调控机制。【方法】利用Western blot检测Hcp1蛋白在野生株(WT)和hns基因敲除株(Δhns)中表达水平的差异。提取WT和Δhns的总RNA,采用实时定量RT-PCR的方法验证H-NS对hcp1的转录调控关系。进而采用引物延伸实验研究hcp1的转录起始位点,并根据产物的丰度判断H-NS对hcp1的调控关系。PCR扩增hcp1的整个启动子区DNA序列,并纯化His-H-NS蛋白,通过凝胶阻滞实验(EMSA)验证His-H-NS对hcp1启动子区是否具有直接的结合作用。【结果】Western blot和实时定量RT-PCR结果显示H-NS能抑制hcp1的表达;引物延伸结果显示hcp1只有一个转录起始位点T(–62)(翻译起始位点为+1),且其转录活性是H-NS和σ54依赖性的;EMSA实验表明H-NS对hcp1的启动子区具有直接的结合作用。【结论】H-NS能直接结合到hcp1启动子区而抑制其转录表达。     

结核分枝杆菌拟核结合蛋白Lsr2阻遏调控rv1057基因转录的研究

探讨结核分枝杆菌拟核结合蛋白Lsr2是否是rv1057基因转录的阻遏蛋白。利用凝胶阻滞迁移试验分析Lsr2在体外与rv1057启动子片段的特异性结合能力;通过lacZ报告基因和荧光定量PCR检测rv1057启动子区域的不同突变形式对转录的影响;启动转录的能力;通过蛋白质免疫印迹法检测目标基因rv1057的表达。统计学处理采用t检验。Lsr2结合rv1057启动子;Lsr2与已知的阻遏蛋白TrcR都能结合rv1057启动子;缺失Lsr2结合位点的rv1057启动子能够在结核分枝杆菌生长周期中持续启动rv1057基因的转录;野生型菌株H37Rv生长早期(24 h)lsr2基因转录水平较低,而在H37Rv生长中期(48 h)、后期(120 h)lsr2基因的相对表达量变化倍数显著提高,差异具有统计学意义(t值分别为24.44、16.86,P0.05);H37Rv菌株和lsr2基因缺失菌株中trcR基因在生长早期(24 h)的相对表达量显著高于生长中期(48 h)、生长后期(120 h)的trcR表达量,差异具有统计学意义(t值分别为6.79、10.16,P0.05)。Lsr2是rv1057基因转录的阻遏蛋白,Lsr2和TrcR均可调控rv1057基因的表达。Lsr2在结核分枝杆菌生长周期的中后期大量表达并阻遏rv1057的转录,TrcR则在结核分枝杆菌生长周期的早期阻遏rv1057的转录。     

副溶血弧菌ToxR截短体蛋白的表达纯化及其DNA结合活性

【目的】利用大肠杆菌BL21λDE3表达系统,表达出有活性的副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)ToxR截短体蛋白,为进一步研究ToxR的转录调控机制奠定基础。【方法】以VP基因组DNA为模板,PCR扩增ToxR蛋白DNA结合结构域(ToxR-N)的DNA片段,并将其直接克隆入pET28a中,获得重组质粒;将重组质粒导入大肠杆菌BL21λDE3中,所得菌株经IPTG诱导后能表达出His-ToxR-N蛋白。利用限制级凝血酶切除His-ToxR-N中的His-标签,进而以VP的calR和VP1687为靶基因,通过体外的凝胶阻滞实验(EMSA)验证ToxR-N蛋白的DNA结合活性。分别构建克隆有calR和VP1687上游启动子区的LacZ重组质粒,并将重组质粒转入野生株(WT)和toxR突变株(ΔtoxR)中,通过测定β-半乳糖苷酶活性来比较两株重组菌中靶基因启动子活性,以验证ToxR对calR和VP1687的调控关系。【结果】成功表达出有活性的ToxR-N蛋白,该蛋白对calR启动子区具有结合活性。LacZ结果显示ToxR对calR的转录具有激活作用,而对VP1687的转录具有抑制作用。【结论】所表达的ToxR-N可用于后续的转录调控机制研究;ToxR通过直接激活calR的转录表达,而间接抑制T3SS1相关基因的表达。     

cry8E启动子指导的非晶体蛋白GabR在苏云金芽胞杆菌HD73菌株中的表达

【目的】利用cry8E基因启动子指导的高效表达载体pHT315-8E21b,构建一个能够在苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)中正确表达非晶体蛋白GabR的重组菌株。【方法】将苏云金芽胞杆菌中的功能基因gabR装载到cry8E基因启动子指导的高效表达载体pHT315-8E21b上,转入到HD73-无晶体突变株后获得重组菌株HD-8E-gabR。通过SDS-PAGE和凝胶阻滞等方法对GabR蛋白的表达和功能进行分析。【结果】通过SDS-PAGE及蛋白定量等方法首次证明了在Bt表达体系中cry8E基因启动子指导的高效表达载体能够表达非晶体蛋白GabR,且通过碱裂解的方法可以提高GabR蛋白在Bt系统中的溶解性。进一步凝胶阻滞试验证明GabR能与其调控启动子PgabT结合。【结论】证明了cry8E基因启动子指导的Bt表达系统具有大量表达非晶体类蛋白的能力。     

铜绿假单胞菌二鸟苷酸环化酶SiaD突变体的功能研究

【目的】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aerugionsa)二鸟苷酸环化酶SiaD调控着铜绿假单胞菌的生物被膜形成等表型。在研究过表达siaD对生物被膜的调控作用时发现,与野生型siaD基因回补菌株相比,一株回补菌株的生物被膜产量显著升高。本文的目的即是探究该菌株生物被膜产量升高的原因,并对该菌株的其他表型进行研究。【方法】通过测序确定突变位点;利用生物被膜定性和定量实验对发生点突变的菌株表型进行分析;利用Western blotting实验检测SiaD^R119M蛋白表达水平;利用GST-pulldown实验检测SiaC蛋白与SiaD^R119M蛋白在体外的结合能力;针对siaD^R119M点突变基因进行融合蛋白表达载体的构建,表达并纯化该蛋白,利用高效液相色谱检测SiaD^R119M的酶活;为了进一步研究c-di-GMP与细菌运动能力的关系,对细菌的运动能力进行检测。【结果】测序比对结果显示,序列的第119个氨基酸发生了突变,由精氨酸突变成了甲硫氨酸。生物被膜定性和定量实验显示,与野生型siaD...