细菌群体感应的信号转导机制及其对抗生素生产的影响

摘要：细菌的群体感应是一种群体行为调控机制。自然界中的很多细菌都有这种能力,即分泌一种或多种信号分子,通过这些信号分子的浓度来感知菌群密度,调控一系列相应靶基因的表达。在这些受调控的基因中,备受关注的是信号分子对抗生素生产的调节。本文综述了群体感应机制的最新研究进展和它对抗生素生产的调节,尤其对洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia. cepacia)进行了较为详细的探讨。     

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。     

细菌群体感应调控多样性及群体感应淬灭

群体感应(Quorum sensing, QS)是细菌通过信号分子分泌、识别,从而调控基因水平转移、毒力因子分泌、芽孢产生及生物膜形成等群体行为的细胞交流机制。干扰信号分子的分泌、识别,可以阻断群体感应,实现群体淬灭。群体淬灭(Quorum quenching, QQ)是目前致病性控制、致腐性预防以及生物膜污染削减的重要策略之一。本文以群体感应信号分泌-识别-响应为主线,将群体感应分为等级、平行及竞争型三类调控方式,并对其特征进行了详细阐述;同时,探讨了信号分子类似物、信号分子降解酶剂、信号受体激活剂/抑制剂等策略在不同调控方式淬灭中的适用性;最后,对群体感应调控及淬灭进行了展望,以期为丰富细菌群体感应认知、促进群体淬灭应用提供参考。     

细菌群体感应的蛋白质组学研究进展

细菌群体感应是指细菌能合成、释放和感应一些类激素小分子信号,从而调控群体行为并对其作出应答反应。介导细菌群体感应的信号分子有多种,它们参与调节细菌许多重要生物学功能。目前对此研究的主要手段是基因组学和转录组学。然而近年来,基因组测序技术的不断发展为另一种新兴方法——以比较和功能性为基础的蛋白质组学法奠定了基础。所不同的是,传统方法只能局限性研究某些基因或蛋白,而蛋白质组学法能检测出生物体基因表达的全部蛋白,它也因此逐渐受到人们的广泛关注。主要从研究较多的三类信号分子方面描述如何利用蛋白盾组举法解析细菌交流的“语言”。     

伤害信号分子及其信号转导

伤害对于植物是一种常见的环境刺激。目前,对伤害刺激产生的防御反应及其机理都有了较为广泛的研究。简述了目前已确定的参与伤害反应的信号分子：寡糖素,系统素,脱落酸,茉莉酸,乙烯和电信号等,并初步探讨了伤害信号分子的信号转导途径。     

细菌群体感应信号网络及其应用

群体感应（Quorum sensing,QS）是一种细菌细胞与细胞间的通讯系统,即细菌通过分泌扩散性小分子信号感知细菌群体的密度,从而引起一组特定基因在转录水平协调表达。大量研究已表明,群体感应系统控制细菌多种生理行为和过程,以及与真核宿主（寄主）的互作。参与群体感应调控的信号分子多种多样,QS系统所调控的功能也具有多样性,甚至菌株专化性。通过聚焦同一细菌中由多个QS系统组成的信号网络,综合评述了不同QS系统之间如何相互作用全局调控基因表达,以及QS系统如何通过与其它全局调控系统整合精细调节细菌的社会行为以及环境适应性及其应用前景。     

细菌的群体感应及与病原菌致病性的关系

微生物的群体感应(quorum sensing,QS)也称为自诱导,是微生物间通过小分子分泌物(自诱导物)在细胞与细胞之间扩散以感知群体密度,并通过自诱导物的浓度及其与转录因子的相互作用调控整个群体细胞中一系列目标基因表达的一种自我感知系统.不同的细菌类型,其QS系统也有一定的差异.根据信号分子的不同,一般可以将细菌的QS系统分为3类,即以AHL为信号分子的革兰氏阴性细菌、以寡肽类物质为信号分子的革兰氏阳性细菌和以哈氏弧菌为代表的兼具上述两种类型QS系统特征的第三类QS系统.综述革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌和哈氏弧菌的3种不同QS系统及其在病原菌致病性方面的研究进展.     

细菌群体感应信号分子N-酰基高丝氨酸内酯的检测

群体感应是细菌生长到一定密度时相互感应,并进行基因表达及调控产生的独特、多样的群体行为现象。N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)类化合物是革兰阴性菌群体感应中最重要的一类信号分子,调控许多生理特性基因的表达。快速、简便、有效地检测细菌能否产生AHL或产生何种信号分子,成为深入研究和了解细菌群体感应的重要手段。我们就细菌群体感应信号分子AHL检测的基本原理和方法及国内外研究进展进行了总结。     

AHL类似物作为细菌群体感应系统促进剂的研究进展

应用N-酰基高丝氨酸内酯（N-acyl-L-homoserine lactones，AHL）介导的群体感应（quorum sensing，QS）系统调控生物膜形成和次级代谢物合成具有巨大的商业价值，但自然界中许多微生物能够产生群体淬灭（Quorum Quenching，QQ）酶，QQ酶能够降解天然AHL信号分子，使外源天然 AHL 信号分子的半衰期缩短，限制了天然AHL 信号分子的应用范围。化学合成的AHL类似物作为QS促进剂，通过与天然信号分子类似的结合方式形成转录二聚体，激活下游基因表达，但与天然AHL信号分子相比，化学合成的QS促进剂具有活性高、半衰期长等优点。本文综述了化学合成AHL类似物的设计思路、种类、作用机制及其在提高次级代谢物产量和生物浸矿方面的应用，并讨论了QS促进剂今后主要的研究方向，以期为QS促进剂的合成设计和实际应用提供参考。     

植物对细菌群体感应系统的反应

细菌的群体感应系统参与包括动植物病原细菌致病因子产生在内的许多生物学功能的调节。植物可以感知细菌群体感应系统及其信号分子,并作出复杂反应。植物可能受细菌群体感应信号分子诱导产生系统性防御反应,能够分泌细菌群体感应信号分子的类似物,可能产生降解细菌N-酰基高丝氨酸内酯信号分子的酶来阻断或干扰细菌群体感应系统。     

Signaling Pathways in Bacterial Chemotaxis

The sensory transduction pathways between the transducing proteins and the switch on the flagellar motors have been investigated in Escherichia coli and Salmonella typhimurium. ATP, not GTP, is required for normal chemotaxis. A site of ATP action appears to be the conversion of an inactive form of the CheY protein to an active form, designated CheY*, that binds to the motor switch and initiates clockwise rotation. The methylation-dependent and methylation-independent pathways for chemotaxis have a common requirement for the CheA, CheW, and CheY proteins in addition to the switch and flagellar motor. It is concluded that the receptor/transducing proteins and the adaptation mechanism differ in the two types of pathway, but that other components of the transduction pathway are common to the methylation-dependent and methylation-independent pathways.     

胰岛素受体介导的信号传递

就胰岛素与其受体结合后, 信号传递的过程及参与信号传递的细胞内信号分子进行了综述.胰岛素作为一种重要激素,参与机体的新陈代谢, 调节细胞的生长分化.其发挥生理功能的第一步是与靶细胞膜上的受体相结合, 激活胰岛素受体的酪氨酸激酶活性, 随之磷酸化细胞内的信号分子, 从而使胰岛素的刺激信号转化为细胞反应.     

淋巴瘤发病机制与相关信号通路研究

淋巴瘤作为一类原发于淋巴结或结外淋巴组织的恶性肿瘤,其发生和发展机制至今尚未完全阐明。目前的研究表明淋巴瘤的发生、发展、预后和耐药等方面与很多信号通路密切相关。本文对目前淋巴瘤的研究进行系统梳理,剖析归纳与淋巴瘤发病机制密切相关的信号通路,包括经典Wnt/β-catenin信号通路、细胞核转录因子κB(NF-κB)信号通路、JAK-STAT信号通路、PI3K-Akt-m TOR信号通路、PD-1/PD-L信号通路、c AMP信号通路、Notch信号通路、Hedgehog信号通路和MAPK/Erk信号通路,为进一步深入地寻求淋巴瘤的研究和治疗策略提供依据。     

植物抗病信号转导途径

植物抗病信号转导途径的研究一直是植物病理学关注的热点,近年来国内外不少实验室正在大量分离与植物抗病有关的突变体,克隆与抗病调节有关的基因并研究其功能。实验表明,一些植物抗病信号途径中的正、负调节因子及不同信号转导途径之间形成复杂的调控网络。在着重对R基因介导的抗病信号途径、细胞程序化死亡、水杨酸信号途径、茉莉酸和乙烯信号途径和诱导系统抗性途径研究进展加以综述的同时,对各抗病信号途径之间信号交换的复杂性进行了讨论。     

诱导心脏发生的早期信号通路

心脏是胚胎发生过程中最早形成的器官 .心脏前体的特化是组织间及细胞与细胞之间相互作用的结果 ,这一过程包含了诱导信号作用的时间和空间完整程序 .以脊椎动物和无脊椎动物作为模式动物 ,总结了在早期心脏发生中发挥重要作用的诱导信号通路 :BMP Dpp ,Wnt Wingless ,FGF及Notch信号通路 ,并阐述了信号通路之间的通讯 (crosstalk)以及信号通路与心脏发生相关的关键转录调节因子之间的协同诱导作用 .     

植物抗病信号转导途径

植物抗病信号转导途径的研究一直是植物病理学关注的热点,近年来国内外不少实验室正在大量分离与植物抗病有关的突变体,克隆与抗病调节有关的基因并研究其功能。实验表明,一些植物抗病信号途径中的正、负调节因子及不同信号转导途径之间形成复杂的调控网络。在着重对R基因介导的抗病信号途径、细胞程序化死亡、水杨酸信号途径、茉莉酸和乙烯信号途径和诱导系统抗性途径研究进展加以综述的同时,对各抗病信号途径之间信号交换的复杂性进行了讨论。     

Signaling Pathways in Cell Polarity

A key function of signal transduction during cell polarization is the creation of spatially segregated regions of the cell cortex that possess different lipid and protein compositions and have distinct functions. Polarity can be initiated spontaneously or in response to signaling inputs from adjacent cells or soluble factors and is stabilized by positive-feedback loops. A conserved group of proteins, the Par proteins, plays a central role in polarity establishment and maintenance in many contexts. These proteins generate and maintain their distinct locations in cells by actively excluding one another from specific regions of the plasma membrane. The Par signaling pathway intersects with multiple other pathways that control cell growth, death, and organization.