群体感应抑制剂的筛选及其在微生物病害防治中的应用

在绝大多数病原菌中都发现有群体感应机制存在,用于调控侵染过程中微生物致病基因的表达。群体感应抑制剂处理既能控制微生物致病毒性,又不影响细胞生长,因此不会导致抗性株的形成,是一种理想的抗病原性药物。本文重点探讨了群体感应抑制剂的筛选、种类以及在群体感应过程中的作用机理和潜在应用价值。     

分子对接技术在研究群体感应抑制剂中的进展

在大多数致病菌中都存在群体感应系统,而群体感应抑制剂就是以此系统作为靶点,在不影响细菌生长的情况下阻断细菌生物被膜形成或抑制毒力基因表达,不易导致耐药性的产生,是一种理想的抗菌增效剂。分子对接作为虚拟筛选技术之一,其目标具体、效率高、成本低,是药物研发的重要手段。本文重点介绍了分子对接的主要模块及其在研究群体感应抑制剂中的进展。     

海洋微生物群体感应抑制剂研究进展

海洋生态环境复杂多变,其未被开发的栖息地蕴藏着丰富且稀有的生物资源,具有高盐、高压、寡营养、常年高温或低温等特点。海洋微生物经过长期持续的缓慢进化,已形成独特的代谢机制来适应海洋相对特殊的生态环境,极大地增加了发现新型活性物质的可能性。因此,海洋微生物代谢产物被认为是发现新型天然活性化合物(群体感应抑制剂)的潜在来源。本文首先介绍群体感应概念及起源,随后简述不同种群群体感应系统,然后介绍群体感应抑制剂定义及分类,最后回顾海洋微生物群体感应抑制剂的研究进展,从而为进一步研究群体感应抑制剂奠定基础,同时也为研发新型抗病原菌感染药物提供新的思路。     

群体感应信号分子及其抑制剂快速检测方法的建立

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节,群体感应抑制剂成为抗感染药物开发的靶点。利用紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum)和根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)作为指示菌,建立检测高丝氨酸内酯(AHLs)及其抑制剂的简便方法。结果表明,通过平板交叉划线接种,使用指示菌能够有效地检测AHLs,并且通过薄层层析(TLC)与细菌生物感应器相结合的方法可以快速、方便地鉴定AHLs的种类;通过双层平板法观察指示菌色素产生情况,能够有效地检测群体感应信号分子AHLs抑制剂,且该方法简单易行。     

细菌群体感应系统研究进展及其应用

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节。本文综述了细菌群体感应的最新研究进展,并阐述了其在生物技术领域的应用前景。     

细菌中的群体感应

群体感应(quorum sensing)是细菌根据细胞密度变化进行基因表达调控的一种生理行为。具有群体感应的细菌能产生并释放一种被称为自体诱导物(autoinducer)的信号分子,它随着细胞密度增加而同步增加。当自体诱导物积累到一定浓度时会改变细菌特定基因的表达。革兰氏阳性及阴性细菌通过群体感应与周围环境进行信息交流,从而改变细菌的一系列生理活性,这些细菌的生理特性包括共生、细菌毒性、竞争、接合、抗生素的产生、运动性、孢子及生物膜的形成。这种信号传递方式可能对低等的细胞进一步进化,并形成高等的生物体有重要作用。细菌中群体感应系统的进化可能是多细胞体形成的早期阶段。     

真菌群体感应信号分子及群体感应猝灭的研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是微生物中普遍存在的细胞间通讯系统,细菌中的研究较为深入,近年来在真菌中也有发现.微生物通过向环境释放可扩散的群体感应信号分子(quorum sensing molecules,QSM)来感知群体密度并调控自身的生理行为,以适应环境的变化.目前验证的真菌QSM包括醇类、脂氧...     

群体感应信号分子AI-2研究进展

群体感应(QS)是细菌根据种群密度的变化调控基因表达,协调群体行为的机制。除具有种特异性的信号分子AI-1外,近年来发现一类新的信号分子AI-2在调控细菌基因表达中起重要作用。AI-2的结构和生物合成途径已被确定,其产生依赖于一种称为LuxS的蛋白。目前认为AI-2在细菌种间交流中起通用信号分子(universalsignal)的作用。了解细菌的QS调控过程以及种间细胞交流的新机制,有助于对细菌病害进行防治。     

细菌群体感应信号分子的光电检测技术

群体感应（quorum sensing,QS）是一种依赖菌群密度的细菌交流系统。在探究细菌群体感应系统的调控机制中,对QS信号分子的鉴别和检测是不可或缺的环节,其对生命科学、药学等领域涉及细菌等微生物的相互作用、高效检测和作用机制解析等具有重要的参考意义。本文在总结不同类型细菌QS信号分子来源和结构的基础上,对QS信号分子的光电检测方法和技术进行了综述,重点对光电传感检测的敏感介质、传感界面、传感机制及测试效果进行探讨,同时关注了将微流控芯片分析技术应用于细菌QS信号分子原位监测的相关研究进展。     

群体感应信号分子对免疫系统的影响

近年来,宿主导向的抗菌药物研发逐步成为抗感染领域的热点。通过研究宿主和病原菌的相互作用机制,发现免疫系统是宿主导向抗菌药物的关键靶点之一。在以细菌为首的微生物种群中存在一种通讯交流系统,称为群体感应系统,其主要用于调整多微生物群落结构并协调群体行为。当微生物分泌的群体感应信号分子达到阈值浓度时,激活了群体感应系统并引起微生物整体基因表达变化。除了对微生物自身密度的调控外,群体感应信号分子还可以作为病原微生物与宿主之间的纽带进入宿主免疫系统并发挥作用,在影响免疫细胞形态结构、细胞因子分泌以及诱导细胞凋亡等方面导致宿主免疫损伤,造成宿主免疫功能失常。因此以宿主免疫系统为作用靶点,以群体感应信号分子为目标开发抗菌药物,可以有效抑制病原菌对宿主免疫功能的侵袭并协助宿主抗菌。本文对重要群体感应信号分子引发的宿主免疫应答反应机制进行综述,深入探究宿主导向抗菌药物的可能作用靶点,以期为预防或治疗病原体感染以及相关药物研发提供新方向。     

微生物群体效应信号分子研究进展

微生物细胞通过分泌可溶性小分子控制群体行为,获得生存优势的行为称为群体效应（Quorum sensing）。单细胞微生物利用群体效应获得多细胞生物的功能,从而提高自身在环境中的竞争力。信号分子是微生物发挥群体效应、进行信息交流的关键因子。信号分子普遍存在于各类微生物群体中,其结构、性质与功能存在巨大的种属差异,对信号分子进行全面的研究将有助于更加深入地了解和利用微生物群体效应。本文主要对群体效应信号分子在种类、结构、来源以及功能等方面的研究进展进行介绍。     

AI-2,一种新的细菌自体诱导分子

细菌通过数量阈值感应系统调节群体内个体的基因表达而使整个群体步调一致。细菌通过感应自体诱导分子(autoinducer,AI)浓度而感知周围环境中同类存在的密度,并据此调节自身特定性状的表达。AI．2是近年来新发现的一种介导细菌种间信号传导的自体诱导分子,其分子结构、功能均不同于传统的A1分子。AI．2对细菌的调节作用主要表现为对毒力基因表达的影响,但目前也有人认为AI-2可能只是一种代谢产物。     

The Periodontopathogenic Bacterium Eikenella corrodens Produces an Autoinducer-2-Inactivating Enzyme

Two α-amylase isoforms designated VAAmy1 and VAAmy2 were purified from cotyledons of germinating seedlings of azuki bean (Vigna angularis). VAAmy1 apparently had lower affinity towards a β-cyclodextrin Sepharose column than VAAmy2. Molecular weights of VAAmy1 and VAAmy2 were estimated to be 47,000 and 44,000, respectively. However, no considerable difference was found between them in effects of pH, temperature, CaCl₂, and EDTA, as well as the kinetic parameters for amylose (average degree of polymerization 17): k _cat, 71.8 and 55.5 s^?1, K _m, 0.113 and 0.097 mg/ml; for blocked 4-nitrophenyl α-D-maltoheptaoside: k _cat, 62.4 and 85.3 s^?1, K _m, 0.22 and 0.37 mM, respectively. Primary structures of the two enzymes were analyzed by N-terminal sequencing, cDNA cloning, and MALDI-TOF mass spectrometry, implying that the two enzymes have the same peptide. The results indicated that the low affinity of VAAmy1 towards β-cyclodextrin Sepharose was due to some modification on/near carbohydrate binding site in the limited sequence regions, resulting in higher molecular weight.     

Quorum sensing: the many languages of bacteria

In the conventional view of prokaryotic existence, bacteria live unicellularly, with responses to external stimuli limited to the detection of chemical and physical signals of environmental origin. This view of bacteriology is now recognized to be overly simplistic, because bacteria communicate with each other through small 'hormone-like' organic compounds referred to as autoinducers. These bacterial cell-to-cell signaling systems were initially described as mechanisms through which bacteria regulate gene expression via cell density and, therefore, they have been collectively termed quorum sensing. The functions controlled by quorum sensing are varied and reflect the needs of a particular species of bacteria to inhabit a given niche. Three major quorum-sensing circuits have been described: one used primarily by Gram-negative bacteria, one used primarily by Gram-positive bacteria, and one that has been proposed to be universal.     

生物聚集体中群体感应作用的研究进展

群体感应是微生物利用信号分子感知环境条件并进行特定基因表达调控.近年来,随着群体感应在微生物信息交流中的作用日益凸显,其在生物聚集体(生物膜和颗粒)形成过程中的作用受到广泛关注.本文综述了自体诱导信号分子AI的分类和相应的群体感应调控方式,以及群体感应信号分子对生物聚集体形成和结构稳定的调控,并对群体感应研究新领域进行了展望.     

Differential response of Vibrio cholerae planktonic and biofilm cells to autoinducer 2 deficiency

The formation of biofilm communities enhances the persistence of Vibrio cholerae in aquatic environments. Biofilm production is repressed by the quorum-sensing regulator HapR in response to the accumulation of CAI-1 and AI-2. CAI-1 is the strongest input signal activating HapR, whereas the role of AI-2 remains ill-defined. In the present study, we show that a V. cholerae luxS (AI-2-defective) mutant made increased biofilm. Interestingly, cells in the biofilm were more responsive to AI-2 deficiency than cells from the planktonic population.     

海绵共栖细菌NJ6-3-1基于群体感应调控的抗菌活性

【目的】选择一株海绵共栖细菌Pseudoalteromonas sp.NJ6-3-1,研究其抗菌物质的代谢是否受到群体感应的调控。【方法】我们研究了在不同生长条件细菌NJ6-3-1代谢物的抗菌活性与细胞密度的关系;通过模拟自然的竞争环境,研究了低密度条件下的细菌NJ6-3-1与外源细菌Staphylococcus aureus共培养时的抗菌活性情况。【结果】实验发现细菌NJ6-3-1代谢抗菌物质的行为与细胞密度密切相关,只有当细胞密度达到一定的阈值OD630=0.4时,NJ6-3-1才能代谢抗菌物质;同时发现外源病原菌S.aureus代谢产物中存在某种信号分子,能诱导NJ6-3-1在不产生抗菌物质的生长条件下代谢抗菌物质。【结论】以上结果初步说明NJ6-3-1的抗菌活性受到种内和种间群体感应系统的调控。     

细菌群体感应及其在病原菌防治中的应用

细菌分泌一种或多种化学信号分子,这些化学信号分子作为诱导因子感知和判断菌群密度和周围环境的变化。当菌群达到一定阈值时会启动一系列相关基因的表达以调控菌体的群体行为,细菌的这种生理行为称为群体感应。大量的研究表明,不同类型的细菌具有不同的群体感应系统。群体感应机制广泛存在于病原菌中,并与其侵染过程、毒力基因表达及致病性密切相关。利用这种群体感应机制作为靶点进行病原菌的防治是医学领域广泛关注的问题。在此就细菌群体感应及其在病原菌防治中的应用进行阐述。