部分革兰氏阴性菌TonB蛋白的结构特点及作用机制

摘要:在革兰氏阴性菌内,TonB系统对环境中的重要营养物质的摄取至关重要。TonB系统由锚定在内膜的ExbB-ExbD和周质蛋白TonB组成,它为TonB依赖性外膜受体(TBDTs)提供能量,使其转运营养物质。TonB系统普遍参与了铁、血红素、维生素B12、碳水化合物及多种过渡金属元素等多种重要物质的转运过程。TonB蛋白的功能与其特殊的结构密切相关,它的结构包括起固定作用的氨基端结构域、柔韧可变的脯氨酸富集的中间结构域和与TonB依赖性受体相互作用的羧基端结构域。虽然TonB蛋白结构特点较为清晰,但 其精确作用机制尚未被完全揭示。本文综述了革兰氏阴性菌TonB依赖性的营养物质摄取、TonB蛋白的结构特点、作用机制模型及表达调控,以期为进一步研究TonB蛋白功能提供理论基础和参考。     

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。     

革兰氏阴性菌TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、作用机制、分布及进化分析

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。     

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。     

部分革兰氏阴性菌脂多糖运输蛋白LptD的结构及功能研究进展

在革兰氏阴性菌中,脂多糖是外膜的重要组成部分,并参与构成细菌的固有免疫。而在大多数革兰氏阴性菌中,Lpt系统都是运输脂多糖的唯一途径,在该系统中LptD作为一个跨膜的外膜蛋白,也是脂多糖输出的最后一步,因此被许多学者称作脂多糖运输的"命门"。LptD参与多种重要的生物学功能,包括有机溶剂耐受性、疏水性抗生素耐受性、膜通透性等。但近来的研究表明,LptD最重要的功能是参与了脂多糖的运输,也因为其参与脂多糖运输而具有了多种功能。本文重点介绍部分革兰氏阴性菌LptD的蛋白结构及其功能研究进程,以期为进一步研究其它革兰氏阴性菌脂多糖运输通路(Lpt通路)及该通路上各蛋白间的相互作用机制提供参考。     

碱性纤维素酶革兰氏阴性菌株筛选及酶学性质研究*

用CMC平板筛选方法,从造纸厂碱性淤泥中获得透明圈直径大于30mm的产碱性纤维素酶革兰氏阴性菌H8005。液体摇瓶培养产生碱性CMC酶活力高达4.2 IU/mL。酶学性质初步研究显示,H8005产生的CMC酶反应的pH值以8.0左右为适;在碱性条件下具有较高的酶活和一定的稳定性;反应温度以55℃左右为宜;且具有较好的温度稳定性。Mn²⁺与Fe³⁺对酶反应有促进作用,Cu²⁺和Pb²⁺对酶反应有抑制作用。该菌产生的纤维素     

革兰氏阴性菌分泌蛋白质的途径

革兰氏阴性菌分泌蛋白质的途径方深高（复旦大学生化系,上海２００４３３）关键词革兰氏阴性菌,蛋白质分泌途径革兰氏阴性菌能分泌胞外蛋白,例如Ｅ·ｃｏｌｉ分泌溶血素,Ｅｒ·ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｉ分泌果胶酶、纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶、溶血素、白细胞毒等胞...     

革兰氏阴性菌IX型分泌系统的研究进展

IX型分泌系统(Type IX Secretion System,T9SS)是一种最新发现的存在于许多革兰氏阴性细菌中的分泌系统。T9SS参与细菌的毒力和滑行运动及复杂生物聚合物的降解过程。近年来,与T9SS相关的研究一直都是微生物学领域关注的热点。本文就T9SS的发现、组成与结构、分泌机制及调控机制等方面的研究进展进行综述,以期为进一步解析细菌的T9SS提供新的思路。     

革兰氏阴性菌膜间质蛋白酶DegP研究进展

膜间质蛋白酶(DegP),是一种广泛存在于真核生物和原核生物细胞中的蛋白。DegP同时具有酶活性和分子伴侣活性,并通过多聚体构成胶囊状结构执行其分子伴侣功能。DegP的酶活性依赖酶切位点与PDZ1结构域双重识别方式识别底物,这种识别模式被称为"分子量尺"。在革兰氏阴性菌中,DegP主要位于膜间质,通过分子伴侣活性与酶活性帮助保护错误折叠蛋白或降解变性蛋白。DegP也参与外膜蛋白的转运,是DegP胞内活性的研究重点。DegP也可以被分泌到胞外,帮助宿主对抗恶劣环境,并参与调节生物被膜的形成。本文将从DegP的结构与活性、胞内功能与胞外功能三大方面对DegP的研究进展进行总结,为革兰氏阴性菌周质中蛋白质质量控制与DegP体外功能的进一步研究提供参考。     

荧光假单胞菌TonB依赖型外膜受体P698的研究

目的:鱼类病原菌荧光假单胞菌是一种革兰氏阴性菌,在水产上可以引起多种经济鱼类的疾病,作为一种鱼类病原菌目前对其致病机理还知之甚少。本研究从鱼类病原菌荧光假单胞菌TSS中克隆得到了一个Ton B依赖型的外膜受体(命名为P698),分析了其与细菌致病性的关系,研究了P698作为亚单位疫苗的免疫保护效应。方法:通过序列分析、荧光定量PCR、基因敲除、体外蛋白重组等方法研究P698的蛋白结构、表达情况以及其与细菌毒力的联系和免疫原性。结果:研究发现P698具有Ton B依赖型外膜受体家族的典型结构。与正常培养条件相比,在缺铁条件下培养的TSS中p698基因的表达没有明显变化。通过插入失活获得p698缺失的突变株TSSP,生长分析发现跟野生株相比,突变株TSSP的生长能力有明显降低。在以大菱鲆为模型的活体侵染实验中发现,与野生株相比,突变株的体内侵染复制能力都有明显降低。为检测P698的免疫保护性,我们对P698进行了体外重组表达,获得了重组蛋白。用重组P698蛋白作亚单位疫苗免疫大菱鲆,在免疫后一个月的鱼体检测到了特异抗体的存在,并且受免疫鱼对于致死剂量的TSS攻毒表现出了显著的保护效应。结论:我们的研究结果表明P698与细菌的侵染有一定相关性,并且作为亚单位疫具有一定的免疫保护效应。     

肠道需氧革兰氏阴性杆菌与门静脉血内毒素水平关系的初步探讨

本实验以普通 Webster 大鼠为动物模型,探讨肠道需氧革兰氏阴性杆菌(Gram ne-gative,G~-杆菌)与门静脉血内毒素的关系。以抗生素联合灌胃使大鼠肠道脱污染,降低肠道定植抗力,再以4种需氧 G~-杆菌混合液灌胃,行肠道再污染,然后再分别测定正常鼠(组),脱污染鼠(组)及再污染鼠(组)不同肠段和粪便需氧 G~-杆菌及相应鼠门静脉血内毒素水平。结果表明,肠道需氧 G~-杆菌的变化与相应门静脉血内毒素水平的变化基本一致.由此可见,上消化道需氧 G~-杆菌过生长,可能会成为门静脉血内毒素水平增加的原因之一。     

革兰氏阴性菌锌摄取机制及抵抗宿主营养免疫的策略

锌是一种重要的金属元素,不仅充当许多蛋白质和酶的辅因子,还广泛参与糖类、脂质等的代谢过程。锌通常以二价离子的形式存在,在自然界主要分布在植物、土壤和水中,而在生物体内则是分散于肌肉和骨等组织中。对于大多数革兰氏阴性菌而言,锌离子也是其生长过程中必不可少的营养物质。正常情况下,细菌通过ZnuABC和ZIP锌转运系统从宿主体内夺取锌离子,用于体内蛋白质和酶的合成。当过多的锌离子被摄入时,细菌为了避免锌毒性则会启动特定的锌转录调节蛋白,以维持体内外的锌平衡。另一方面,当宿主察觉体内的锌离子被夺取,便会迅速采取锌限制性营养免疫等措施来制止锌离子的进一步流失。为了抵抗宿主的营养免疫,细菌进化出了相应的抵抗策略。较为典型的例子有鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）的锌金属伴侣ZigA,其可在低锌环境中帮助细菌转运锌离子。本文将介绍革兰氏阴性菌锌摄取机制和抵抗宿主营养免疫的典型策略,为控制细菌感染途径和开发相关免疫疫苗等方面提供理论依据。     

重症监护病房革兰阴性菌分布及耐药性分析

目的：了解我院重症监护病房革兰阴性菌的分布和耐药情况。方法：WHONET5.6分析585例的革兰阴性菌的细菌培养和药物敏感试验结果。结果：585例革兰阴性菌标本中,排名前五位的是铜绿假单胞菌菌152株（25.98%）,鲍曼不动杆菌111株（18.97%）,肺炎克雷伯菌98株（16.75%）,大肠埃希菌49株（8.38%）,洋葱伯克霍尔德菌39株（6.67%）。这五种病原菌对14中抗生素的药敏试验发现,除了对头孢哌酮/舒巴坦耐药率较低外,对其他抗生素都有不同程度的耐药。结论：革兰阴性菌在感染的病原菌中仍占主要地位,耐药性也很严重,应及时检测病原菌变化及耐药趋势,指导临床合理使用抗生素。     

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。     

The Potentiality of Free Gram-negative Bacteria for Removing Oil and Grease from Contaminated Industrial Effluents

Summary Eight bacterial species were isolated from vegetable oil and grease-contaminated industrial wastewater, only four of which were found to have the ability to degrade oil and grease in the contaminated wastewater. These isolates were identified according to morphological and biochemical profiles as, Pseudomonas sp. (L1), P. diminuta (L2), P. pseudoalcaligenes (L3), and Escherichia sp. (L5). The degradative capabilities of the identified bacterial isolates for Tween 20 (Tw20) were investigated under different pH levels (6.5, 7, 7.5, and 8), different temperatures (30 and 37 °C) and different concentrations of Tw20 (1, 1.5, and 2%). Results revealed differences in their optimum conditions for maximum degradation of vegetable oil. Bacterial isolates were tested individually or in combinations using synthetic aqueous medium supplemented with 1% palm oil, incubated at 30 °C, and agitated at 150 rev/min for 13 days. All the tested bacteria were able to degrade the palm oil completely and utilized the free fatty acids (FFA) as a carbon source. The combination M1 (Pseudomonas sp. and P. diminuta) produced the highest degradative activity, followed by M3 (Pseudomonas sp., P. diminuta and P. pseudoalcaligenes). Also M1 produced the highest activity in reducing COD (93%) and BOD₅ (100%).     

重庆地区儿童2000年至2004年首位革兰阴性细菌和阳性细菌的耐药性监测

目的了解重庆地区儿童感染的分离至临床标本的首位革兰阴性细菌和阳性细菌对常用抗生素的耐药趋势,指导临床合理使用抗生素。方法常规方法分离、培养细菌,应用美国德灵公司WalkAway-40细菌鉴定仪对2000年至2004年我院细菌室分离至临床标本的首位革兰阴性细菌和阳性细菌共2854株进行细菌鉴定及药敏试验。结果2000年至2004年检出的首位革兰阴性细菌和阳性细菌分别为大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌。2000年至2004年前5位革兰阴性菌5777株,革兰阳性菌1565株,其中大肠埃希菌2090株,金黄色葡萄球菌764株,分别占36.2%和48.8%;5年间大肠埃希菌对氨苄西林、头孢吡肟、头孢西丁、庆大霉素、亚胺培南、环丙沙星、头孢噻肟、头孢他啶的总耐药率分别为80.9%、37.5%、15.4%、54.0%、0.8%、34.0%、46.6%、46.2%;金黄色葡萄球菌对青霉素、红霉素、复方新诺明、万古霉素、阿莫西林/克拉维酸的总耐药率分别为95.6%、63.4%、5.8%、0%、11.0%。结论通过细菌耐药监测发现：大肠埃希菌对常用抗生素的总耐药率变化不大,金黄色葡萄球菌对常用抗生素的总耐药率有下降趋势,应引起临床医生重视。     

一株抗G- 菌和酵母菌的乳酸乳球菌的分离鉴定与抗菌活性

以G+ 菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)作为指示菌, 通过抑菌筛选法从生牛奶中初筛得到具有抑菌活性的14株细菌菌株, 然后通过个体形态与培养特征观测、部分生理生化反应、G + C mol%测定、16S rDNA序列比对分析、PCR扩增特异性N-乙酰胞壁酸水解酶基因和序列对比分析等鉴定, 确定其中的一株具有较高抑菌活性的分离株为乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp. lactis)菌株, 命名为MB191。对多种G+ 细菌、G- 细菌、酵母菌和丝状真菌的对峙培养抗性测定结果表明, MB191除对供试G+ 细菌具有较高的抑菌活性以外, 还对丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)、荧光假单胞菌(P. fluorescens)等G- 细菌和汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)等具有明显的抑菌活性。乳酸乳球菌的这一特性目前尚未见文献报道。