【摘 要】
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细菌为适应多变的生存环境进化出了多种分泌系统(Secretion System),这些分泌系统通过向胞外环境分泌或其相邻细胞注射细胞外蛋白质或效应子,从而调节其自身生长优势和感染过程。其中Ⅵ型分泌系统(Type Ⅵ Secretion System,T6SS)广泛存在于多种革兰氏阴性菌中,是近年来发现的一种结构复杂且功能多样的分泌系统。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,P
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细菌为适应多变的生存环境进化出了多种分泌系统(Secretion System),这些分泌系统通过向胞外环境分泌或其相邻细胞注射细胞外蛋白质或效应子,从而调节其自身生长优势和感染过程。其中Ⅵ型分泌系统(Type Ⅵ Secretion System,T6SS)广泛存在于多种革兰氏阴性菌中,是近年来发现的一种结构复杂且功能多样的分泌系统。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)是一种具有高耐药性、高环境适应性的条件致病菌,T6SS在其感染中发挥至关重要的作用。铜绿假单胞菌编码三种不同的T6SS基因簇(即H1-,H2-,H3-T6SS),混合传感组氨酸激酶Ret S会通过级联调控Gac S/A-Rsm Y/Z-Rsm A信号通路来抑制T6SS基因表达。实验室前期利用液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)分析比较了H2-T6SS高表达菌株Δret S和H2-T6SS突变菌株Δret SΔclp V2的胞外分泌蛋白组学,结果发现有21种蛋白质的分泌依赖于H2-T6SS,其中包括肽聚糖水解酶AmpDh3。相关文献对该蛋白的生物学功能及结构等已经有过阐述,而本论文在此基础上通过一系列实验全面研究了AmpDh3蛋白的分泌机制、蛋白功能以及调控机理。通过Western Blot实验证实AmpDh3经由H2-T6SS分泌,是H2-T6SS的效应蛋白,并且其分泌依赖于载体蛋白Vgr G2b。AmpDh3是一个肽聚糖水解酶,由此进一步利用毒性检测实验以及亚细胞定位实验发现AmpDh3作用于细胞的周质空间并具有水解酶活性,并确定了其关键活性位点(H146A)。此外推测AmpDh3下游未知功能的蛋白PA0808是其免疫蛋白,毒性检测实验和Pull-down实验表明PA0808确实可以直接与AmpDh3相互作用并抑制AmpDh3的毒性以保护自身细胞不受损伤,并且通过亚细胞定位实验证实PA0808也可以定位于细胞周质空间。由于T6SS介导细菌间的竞争机制,通过细菌的种间和种内的竞争实验发现,AmpDh3蛋白作用于相接触的靶细胞的细胞壁,从而促进其自身的竞争优势。同时系统分析发现毒蛋白-免疫蛋白对(AmpDh3-PA0808)广泛存在于多种不同的细菌中,说明该类促进细菌的环境以及营养竞争的细菌竞争武器的广泛适用性。本论文揭示了肽聚糖水解酶AmpDh3是一个依赖于H2-T6SS载体蛋白Vgr G2b分泌的杀菌型效应蛋白,作用于靶细胞的周质空间,通过水解肽聚糖达到杀死靶细胞的目的以增加自身在接触竞争中的优势,此外还发现了PA0808是AmpDh3的免疫蛋白,可以抑制其毒性的表达,保护自身免受毒害。这一研究丰富了铜绿假单胞菌的T6SS功能,也为细菌分泌系统研究提供一定的研究思路。
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