肺炎链球菌cps操纵子的启动子序列点突变可导致细菌荚膜缺失

摘要:【目的】明确肺炎链球菌荚膜多糖合成操纵子的启动子序列出现的点突变313713 T→C是否可导致细菌荚膜缺失。【方法】Western blot检测肺炎链球菌突变株SPY1 (NC_008533.1 313713 T→C)荚膜多糖含量;实时定量荧光PCR分析荚膜多糖合成基因cps2A、cps2B、cps2C以及cps2D的表达量;构建重组质粒pEVP3-cps promoterD39和pEVP3-cps promoterSPY1,分别转化D39和SPY1菌株,通过β-半乳糖苷酶活性检测来验证转入的启动子序列对细菌荚膜合成的影响,并通过电镜观察荚膜结构和荚膜肿胀试验进一步验证。【结果】肺炎链球菌SPY1 的荚膜多糖含量较野生型显著下降,其相关基因cps2A、cps2B、cps2C以及cps2D的表达量较野生型D39均显著降低;与D39-pEVP3-cps promoterD39对比,D39-pEVP3-cps promoterSPY1的β-半乳糖苷酶活性下降了76%,与SPY1-pEVP3-cps promoterD39相比,SPY1-pEVP3-cps promoterSPY1的β-半乳糖苷酶活性下降了约79%;电镜结果显示,重组SPY1-pEVP3-cps promoterD39荚膜可恢复至野生型水平,并且重组D39-pEVP3-cps promoterSPY1 (NC_008533.1 313713 T→C)荚膜肿胀试验呈阴性。【结论】荚膜多糖合成操纵子的启动子序列点突变313713 T→C可导致荚膜多糖合成基因表达显著下调,从而引起菌株SPY1的荚膜显著减少甚至缺失。     

肺炎克雷伯菌KP1＿4563基因突变株的构建及其生物膜表型分析

KP1_4563基因是肺炎克雷伯菌NTUH-K2044中假设的蛋白编码基因,与Ⅲ型菌毛的功能有关。本实验首先采用同源重组基因敲除方法构建肺炎克雷伯菌KP1_4563基因缺失的突变株(Kp-△4563),然后PCR扩增KP1_4563基因片段,克隆到质粒p BAD33上,将重组质粒导入Kp-△4563获得回补株(Kpc-△4563)。分别测定野生株、突变株、回补株用普通LB培养基,改良Minka培养基以及含胆汁盐的LB培养基培养时生物膜形成能力,以此来探讨KP1_4563基因以及不同培养基对肺炎克雷伯菌体外生物膜形成的影响。我们成功构建KP1_4563基因缺失的突变株和回补株Kpc-△4563。与野生株相比,突变株Kp-△4563生物膜形成能力减弱,回补株介于野生株和突变株之间。使用改良Minka培养基使菌株菌毛化以及加入胆汁盐可以增加生物膜的形成能力。这些分析表明肺炎克雷伯菌KP1_4563基因能正调控细菌生物膜的形成。体外培养使细菌菌毛化以及加入胆汁盐可以促进生物膜的形成。     

变异链球菌alr缺失突变株的构建及初步观察

已知右旋氨基酸参与了细菌细胞壁肽聚糖的形成,但尚未有实验对其如何影响致龋菌变异链球菌进行研究。本实验成功构建了变异链球菌丙氨酸消旋酶alr缺失型突变菌IFD140Δalr。表型观察突变株菌落外观和生长情况与野生株无明显差异,但生长曲线提示对数生长期之后比野生株生长快,且饱和浓度较高。扫描电镜显示突变株相较野生株形成了更厚更致密的生物膜。通过变异链球菌alr缺失突变菌株的构建成功,提示右旋氨基酸可能对维持变异链球菌的正常生长和形成生物膜有重要作用。     

一种减毒肺炎链球菌溶血素突变体的构建与表达

目的使用重叠PCR方法构建构建△Al46Ply突变体,原核可溶性表达△Al46Ply蛋白,并明确其毒力变化情况;分析肺炎链球菌溶血素（pneumolysin,Ply）在不同血清型肺炎链球菌（streptococcus pneumoniae,SPN）中的表达情况。方法以SPND39型基因组DNA为模板设计合成构建突变体pry基因所需引物;利用重叠PCR方法扩增合成△Al46ply突变体。通过溶血实验分析其溶血活性,利用中和试验验证△A146Ply诱导产生的特异性抗体中和野生Ply毒素溶血能力,并利用Western印迹检测5株不同血清型肺炎链球菌流行菌株中Ply蛋白表达情况。结果突变体基因测序结果显示,Plyl46位密码子GCT3个碱基被缺失,△Al46ply突变体构建成功,并实现了△Al46Ply的可溶性表达,得到纯度〉90％的重组蛋白。△A146Ply蛋白浓度为100000ng／ml亦未表现出溶血活性。△Al46Ply蛋白诱导产生的特异性抗体能够中和野生Ply毒素的溶血活性。Western印迹结果显示,△Al46Ply诱导产生的多克隆抗体可与国内临床常见4株肺炎链球菌有交叉反应。结论△Al46Ply蛋白是一种安全的肺炎链球菌疫苗候选分子,可刺激机体产生具有中和作用的特异性抗体。     

应用whaF基因序列鉴定20型肺炎链球菌血清型

目的应用wha F基因测序方法,对20型肺炎链球菌进行血清型鉴定。方法采用血清凝集法和用20型肺炎链球菌型特异性基因(wci L基因)合成的引物进行PCR扩增,对中国医学细菌保藏管理中心所保藏的20型肺炎链球菌进行血清学鉴定;根据Gen Bank上发表的wha F基因设计合成引物,PCR扩增wha F基因,利用测序获得基因序列,分析wha F基因多态性。结果 7株20型肺炎链球菌菌株均能与20型血清产生血清凝集反应,wci L基因PCR扩增产物,可见与预期相符大小500 bp的特异性条带。wha F基因PCR扩增产物,除20-3外,其余6株菌均可见1 000bp大小与预期相符的PCR扩增产物。wha F基因测序和分析显示:20-2、20-4、20-5、20-7与20B亚型(Gen Bank accession No.:CR931679和JQ653093)的wha F基因序列相同;20-6与20A亚型(Gen Bank accession No.:JQ653094)的wha F基因序列相同;20-1与CR931679和JQ653093相比,在898有点突变(A→C)。20-3的wha F基因比20A亚型和20B亚型的wha F基因均少了约600 bp。结论 20-6为20A亚型肺炎链球菌,20-2、20-4、20-5、20-7均为20B亚型肺炎链球菌。     

S-丙二酰转移酶基因失活对地中海拟无枝酸菌产利福霉素的影响

为提高利福霉素的产量,构建了S-丙二酰转移酶基因失活的地中海拟无枝酸菌。利用融合PCR构建S-丙二酰转移酶基因的同源重组载体,通过电击转化导入到地中海拟无枝酸菌中,使之发生同源重组,以安普霉素为标记,筛选了S-丙二酰转移酶基因失活菌株,并对比了突变菌株与原始菌株的利福霉素SV产量。成功构建了S-丙二酰转移酶基因的同源重组载体,获得了地中海拟无枝酸菌突变株A.mediterranei △fab D,失活菌株的利福霉素SV产量为168.08 mg/L,比原始菌提高了9.94%。S-丙二酰转移酶基因的失活,弱化了突变菌株脂肪酸的合成,强化了利福霉素的合成。     

伤寒沙门菌bcfD基因敲除突变株的构建

目的:构建伤寒沙门菌Ty2菌株菌毛亚单位bcfD基因敲除突变株.方法:利用交错PCR得到bcfD基因缺失且含其两侧翼序列的片段,将该片段与pMD 18-T连接,亚克隆到pYG4,电转入大肠埃希菌S17-1/λpir菌株,阳性菌株与受体菌伤寒沙门氏菌Ty2进行固相杂交后筛选.结果:成功获得敲除bcfD基因序列954bp的敲除突变株.结论:交错PCR有利于细菌基因精确敲除突变株的构建,bcfD基因敲除株的构建将为进一步研究该基因在伤寒沙门菌中的功能奠定了基础.     

假单胞菌M18 relA 突变株的构建及其对吩嗪-1-羧酸合成的调控

假单胞菌M18是一株能同时合成吩嗪-1-羧酸(PCA)和藤黄绿菌素两种抗生素的植物根际分离细菌。RelA催化合成的效应分子ppGpp能介导细菌因营养饥饿引起的应激反应。以M18菌株染色体DNA为模板,PCR扩增获得relA基因,通过庆大霉素抗性片段插入失活与同源重组技术,构建假单胞菌M18的relA突变菌株M18RAG。在PPM培养基中进行PCA发酵分析,发现突变菌株M18RAG的PCA产量显著升高,约为野生型菌株的1.5-2倍。relA基因反式互补实验以及phzA′-′lacZ翻译融合测定结果,均进一步证明了RelA对PCA生物合成及其基因表达具有抑制作用。     

金黄色葡萄球菌OatA基因敲除菌株及其回补菌株的构建

目的:构建金黄色葡萄球菌(金葡菌)Oat A基因敲除菌株及其回补菌株。方法:以p BT2为载体,构建金葡菌Oat A基因敲除质粒p BT2-△Oat A,经金葡菌RN4220修饰后电转入金葡菌USA300,利用p BT2载体对温度敏感的特点,在42℃多次传代,筛选出金葡菌Oat A基因敲除菌株。以p LI50为载体,构建p LI50-Oat A全基因回补质粒,电转入金葡菌RN4220,再次抽提后电转入敲除菌株△Oat A,获得基因回补菌株p Oat A。结果:成功构建基因敲除质粒p BT2-△Oat A,经RN4220修饰电转入USA300,经PCR及测序鉴定,获得了金葡菌Oat A敲除菌株△Oat A。经PCR及酶切鉴定,确认p LI50-Oat A回补质粒构建成功,通过金葡菌RN4220修饰后电转入敲除菌株△Oat A,获得基因敲除回补菌株p Oat A。结论:成功构建金黄色葡萄球菌Oat A基因敲除菌株及其回补菌株,为进一步研究金葡菌Oat A的功能及其作用机制奠定基础。     

肺炎链球菌pcsB组成型表达的yycF缺陷菌株的构建及其致病能力

【背景】YycFG双组分系统是肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae,S. pn)应对外界环境的重要信息传递系统,其中表达反应调节子YycF的编码基因是肺炎链球菌生长的必需基因,但其是否调控细菌毒力尚不清楚。【目的】构建肺炎链球菌pcsB组成型表达及yycF缺陷菌,分析YycF对肺炎链球菌生物学特征和毒力的影响。【方法】采用Janus cassette (JC)反选的方法构建pcsB组成型表达菌株(Pc-PcsB~+),从该菌株出发用替代失活的方法构建yycF缺陷菌株(Pc-PcsB~+DyycF),比较野生株D39rpsl41、pcsB组成型表达株及yycF缺陷株的生长特性、荚膜多糖(capsular polysaccharide,CPS)含量、粘附侵袭能力和致病性的差异。【结果】成功构建pcsB组成型表达的yycF缺陷菌株(Pc-PcsB+DyycF);yycF缺陷导致细菌生长缓慢、分裂异常、胞内荚膜多糖和小分子荚膜多糖增多;体外实验结果显示,yycF缺陷菌株粘附能力较Pc-PcsB~+菌株减弱(P=0.006)。体内毒力实验显示,感染野生菌的小鼠全部死亡,感染Pc-PcsB+和Pc-PcsB~+DyycF菌株的小鼠死亡率分别为91.7%、75%,二者没有统计学差异(P=0.183),但Pc-PcsB~+DyycF菌株感染组有降低趋势;定殖结果显示,yycF缺陷菌株感染组的肺匀浆菌载量显著低于对照组(P=0.033)。【结论】成功构建yycF缺陷菌株,并初步证明yycF基因会影响肺炎链球菌的生物性状和致病能力,为后续探讨YycFG双组分系统对肺炎链球菌致病能力调控机制的研究奠定了基础。     

血清7型胸膜肺炎放线杆菌apxⅡC-/apxⅠA+基因缺失重组菌株的构建与鉴定

通过接合转移和SacB负向筛选方法,成功构建了一株apxⅡC缺失的血清7型胸膜肺炎放线杆菌重组菌株。首先构建重组转移质粒pEHA1。将pEHA1转化供体菌大肠杆菌(E.coliβ2155),并将其与野生型APP血清7型亲本菌混合培养约5h,然后涂到含氯霉素抗性的培养基培养,挑取阳性克隆,接种到无抗性液体培养基,培养后涂于含有蔗糖的的固体培养基,培养一定时间后挑取蔗糖抗性的克隆,即可得到目的突变株。通过PCR、遗传稳定性、外毒素分泌、重组位点序列分析证明重组菌构建成功。通过对重组菌生物学特性进行初步研究,表明突变株生长能力未受影响,对小鼠毒力显著降低。该突变株构建体系的建立为猪传染性胸膜肺炎减毒活疫苗的开发及对胸膜肺炎放线杆菌新基因的功能研究奠定了良好基础。     

肺炎链球菌LytR蛋白影响细菌生长和磷壁酸的合成

为了初步明确lytR基因的保守性以及探讨LytR蛋白在肺炎链球菌中的生物学功能。本研究利用PCR和测序方法分析lytR基因20种不同序列型肺炎链球菌临床分离株的保守性;利用Western blotting技术分析lytR在细菌不同生长阶段的表达情况;随后,利用红霉素片段替代lytR基因构建D39ΔlytR缺陷菌株,通过生长曲线分析、电镜下形态观察、以及磷壁酸含量测定揭示LytR蛋白在细菌生长、细菌形态以及磷壁酸合成中的作用。研究发现20种不同序列型肺炎链球菌临床菌株的lytR基因序列一致性99.3%;Western blotting结果显示lytR在细菌不同生长阶段稳定表达;D39ΔlytR缺陷株生长明显变缓,细菌表现为不成熟自溶;D39ΔlytR全菌磷壁酸含量显著减少,而培养基上清中的磷壁酸含量显著增多。本研究表明lytR基因非常保守,在肺炎链球菌不同生长阶段均有表达,并可能通过连接酶的作用影响细菌生长和参与肺炎链球菌磷壁酸的合成,有望成为一种新的抗生素和药物靶点。     

clpE基因缺失对肺炎链球菌毒力的影响

【目的】 探索clpE基因缺失对肺炎链球菌毒力的影响。【方法】 用长臂同源多聚酶链式反应(LFH-PCR)方法失活clpE基因,用PCR、测序鉴定缺失菌株,通过动物实验观察clpE基因缺失株毒力改变情况, 同时用细胞实验比较clpE基因缺失株和野生菌对宿主细胞的粘附和侵袭能力,最后用实时荧光定量PCR分析自溶素(major autolysin A,lytA)、表面黏附素A(pneumococcal surface adhesion A,psaA)、溶血素(pneumolysin,ply)、肺炎球菌表面蛋白A（pneumococcal surface protein A, pspA)和神经氨酸酶（neuraminidase, nanA）的表达。 【结果】小鼠毒力实验表明野生菌株半数致死时间54h,而缺失株半数致死时间为21d,两者比较有统计学差异（P<0 .0l）;缺失菌在对宿主细胞的粘附能力明显低于野生菌株（P<0.05）。实时荧光定量PCR显示clpE缺失株的五个毒力因子mRNA表达水平均低于野生菌,两者比较有统计学差异（P<0. 05）;【结论】ClpE通过调控肺炎链球菌多种毒力因子表达,而影响其毒力。     

高致病性2型猪链球菌IV型样分泌系统virB1-89K基因的敲除及其对毒力的影响

摘要:【目的】构建高致病性2 型猪链球菌IV 型样分泌系统virB1-89K基因的敲除株和互补株,研究virB1-89K基因缺失对细菌毒力的影响。【方法】通过同源重组技术敲除virB1-89K基因,多重PCR筛选敲除株并测序鉴定。再将virB1-89K基因克隆到穿梭质粒pSET1后转入virB1-89K敲除株中,构建互补株。比较野生株05 ZYH33、突变株△virB1-89K和互补株CvirB1-89K三者基本生物学特性的差异,小鼠实验分析virB1-89K基因敲除后对细菌毒力的影响。【结果】成功构建突变株△virB1-89K和互补株CvirB1-89K,在基本生物学性状无明显改变的情况下,敲除株的毒性降低到野生株的30%,互补株可恢复其毒性。【结论】virB1-89K基因作为2型猪链球菌高致病性菌株05 ZYH33的IV样分泌 系统的重要组分,与其高致病性密切相关。     

高致病性2型猪链球菌Ⅳ型样分泌系统virB1-89K基因的敲除及其对毒力的影响

[目的]构建高致病性2型猪链球菌Ⅳ型样分泌系统vir B1-89K基因的敲除株和互补株,研究vir B1-89K基因缺失对细菌毒力的影响.[方法]通过同源重组技术敲除vir B1-89K基因,多重PCR筛选敲除株并测序鉴定.再将virB1-89K基因克隆到穿梭质粒pSET1后转入vir B1-89K敲除株中,构建互补株.比较野生株05ZYH33、突变株△virB1-89K和互补株CvirB1-89K三者基本生物学特性的差异,小鼠实验分析virB1-89K基因敲除后对细菌毒力的影响.[结果]成功构建突变株△vir B1-89K和互补株CvirB1-89K,在基本生物学性状无明显改变的情况下,敲除株的毒性降低到野生株的30％,互补株可恢复其毒性.[结论]virB1-89K基因作为2型猪链球菌高致病性菌株05ZYH33的Ⅳ样分泌系统的重要组分,与其高致病性密切相关.     

透明质酸生产菌溶血素S基因缺失突变菌株的构建及其特性北大核心CSCD

【目的】马链球菌兽疫亚种是工业上生产透明质酸的主要菌种,该菌能产生引起宿主细胞溶血的链球菌溶血素S(streptolysin S,SLS)毒素,因而其产品的安全性一直是人们所担心的问题。本实验的目的就是通过基因敲除的方法构建不产SLS的透明质酸生产工程菌,同时探讨溶血素sag A基因缺失对菌株透明质酸合成和其他毒力因子的影响。【方法】利用温度敏感/自杀性质粒p JR700载体系统,构建马链球菌兽疫亚种sag A基因缺失突变株;通过PCR扩增,溶血平板和SLS含量测定等方法确定sag A基因缺失;采用分光光度、SDS-PAGE和细胞毒性试验等分析方法,对野生菌株和sag A基因缺失突变菌株透明质酸含量、透明质酸分子量、溶血素Hylc、透明质酸分解酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和菌体表面蛋白等相关毒力因子进行对比研究。【结果】获得了透明质酸产量提高30%而溶血活性极低的马链球菌兽疫亚种sag A基因缺失突变株。该突变株与野生菌株相比较,透明质酸分解酶活性增加而透明质酸相对分子量降低,此外,与毒力相关的表面蛋白含量、溶血素Hylc和甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性也显著降低。细胞毒性实验结果表明,野生菌株与sag A基因缺失突变菌株的培养物上清液,对细胞活性的影响存在显著差异。【结论】在马链球菌兽疫亚种中sag A不仅是表达溶血素SLS的基因,同时sag A基因对菌株透明质酸合成、透明质酸分解酶、菌体表面蛋白、溶血素Hylc和甘油醛-3-磷酸脱氢酶等都具有调节作用。     

肺炎链球菌假想蛋白SPD0414亚细胞定位及对细菌黏附侵袭的影响

目的 为研究肺炎链球菌假想蛋白SPD0414在肺炎链球菌（S.pn）的亚细胞定位,并初步研究其在S.pn黏附和定植中的作用.方法 通过分别在SPD0414的N端和C端融合绿色荧光蛋白（GFP）,共聚焦荧光显微镜观察定位情况.用203野生菌和203△spd0414缺陷菌对鼻咽癌细胞CNE和肺腺癌细胞A549细胞的黏附侵袭实验.体内实验中用203和203△spd0414滴鼻感染BALB/c,在6 h和12 h观察细菌在鼻腔和肺中的载量.结果 无论N端或C端融合的GFP都显示绿色荧光,且整个菌体都显示荧光.与203野生菌相比,203△spd0414缺陷菌对CNE和A549的黏附和侵袭能力均显著下降（P＜0.05）.滴鼻感染BALB/c小鼠,在6 h和12 h,203△spd0414在鼻腔和肺中的细菌载量也明显低于203野生菌（P＜0.05）.结论 肺炎链球菌假想蛋白SPD0414定位于细菌的胞质.该蛋白在细菌的定植和侵袭中发挥了重要的作用.     

胸膜肺炎放线杆菌血清10型apxIC-/p36+弱毒株的构建与鉴定

摘要：【目的】构建血清10型胸膜肺炎放线杆菌弱毒菌株,为胸膜肺炎放线杆菌减毒活疫苗研究奠定基础。【方法】通过细菌接合转移和SacB负向筛选标记完成突变株的构建与筛选,用PCR、Western blot、重组位点序列对突变株进行鉴定分析。首先构建含肺炎支原体p36基因的pEICALDH重组转移质粒,并转化供体大肠杆菌( E. coliX7213),将转化的阳性克隆子与野生型APP血清10型亲本菌混合培养6 h;然后涂至含氯霉素抗性和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的TSA培养基培养,挑取阳性克隆,接种至无抗性的含NAD的TSB液体培养基,培养6～8 h后涂至含10%的蔗糖及NAD的TSA培养基,培养24 h后挑取蔗糖抗性的克隆,即得到目的突变株。【结果】小鼠毒力试验结果表明突变株比亲本株的毒力显著降低;生长特性分析结果显示突变株与亲本株的增殖能力无显著差异;同时免疫试验结果表明突变株与安全剂量的亲本株均可诱导小鼠产生较好的免疫反应,证明apxIC基因缺失并不影响APP的免疫活性。【结论】成功构建了含猪肺炎支原体p36基因的胸膜肺炎放线杆菌血清10型突变株,所获得的突变株有望成为猪传染性胸膜肺炎弱毒疫苗株。     

炭疽芽胞杆菌nprR突变株的生物学特性分析

目的:分析炭疽芽胞杆菌npr R突变株的生物学特性,研究基因缺失对菌株的影响。方法:利用PCR、免疫印迹等方法在基因水平和蛋白水平对菌株进行鉴定分析;绘制生长曲线比较突变株和A16R株的生长性能;芽胞形成实验分析突变株形成芽胞能力,糖酵解实验分析二者生化特性的差异。结果:突变株npr R基因缺失无回复突变,与出发株A16R相比,突变株蛋白酶活性大大降低,保护性抗原降解现象明显减少,生长速度和生化特性基本一致,但芽胞形成能力明显下降。结论:与A16R株相比,突变株蛋白酶活性降低且芽胞形成能力下降,可作为一种新的抗原表达宿主菌用于相关疫苗的抗原表达与制备。     

幽门螺杆菌ArsRS双组分系统基因突变株的构建

目的:构建幽门螺杆菌ArsRS双组分系统基因突变株.方法:以幽门螺杆菌标准菌株11637为模板,PCR扩增ArsS、ArsR基因;扩增产物分别克隆于载体plD700A1中,化学法转化感受态大肠杆菌E-coli DH5α,使其在细菌内同源重组,双酶切筛选得到重组载体,然后将重组载体经电转化法转化幽门螺杆菌标准菌株,获得幽门螺杆菌ArsS、ArsR突变株.结果:PCR获得了360bp、350bpArsS、ArsR基因,构建了插入ArsS、ArsR基因的重组载体pID700Al-ArsS、pID700Al-ArsR.经双酶切分析显示,所得条带与设计结果完全一致.PCR方法扩增突变株结果显示ArsS、ArsR基因已缺失.结论:成功构建了幽门螺杆菌ArsS、ArsR突变株,为ArsS、ArsR基因的检测和新型药物靶点以及疫苗的研究奠定基础.