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群体感应是微生物分泌自诱导素,并对其浓度变化进行反馈从而调整种群密度和生理功能的信号交流机制。肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)是3-羟基丙酸、1,3-丙二醇等重要平台化合物的工业生产菌,存在群体感应Ⅱ型系统并分泌信号分子AI-2。为了研究群体感应基因在K. pneumoniae中的功能,本文克隆了其信号分子AI-2的合成酶基因ygaG,将其与pET-pk质粒连接后转入K.pneumoniae中得到过表达菌株K. pneumoniae (pET-ygaG)。同时,利用打靶载体构建了ygaG缺失突变株K. pneumoniae △ygaG。利用上述重组菌株,探究了ygaG基因在K. pneumoniae蛋白表达方面的影响。经SDS-PAGE分析,在28kDa和35kDa上下分别出现了三条表达丰度差异条带。对这三个条带进行MALDI-TOF-TOF质谱分析和荧光定量PCR分析,显示出ygaG基因的缺失引起了K. pneumoniae膜蛋白基因和代谢相关基因表达量的上调或下调,表明群体感应行为影响了K.pneumoniae膜蛋白合成和代谢途径。将构建的重组菌株进行连续24h发酵,测定了生长曲线、甘油消耗和一些主要代谢终产物的产量。发酵分析显示,ygaG过表达会抑制K.pneumoniae增长,而敲除ygaG则使其生物量有所提高。并且,群体感应的行为异常干扰了代谢流的正常流向,表明群体感应对菌株的代谢有一定的控制作用。对突变株K. pneumoniae △ygaG进行扫描电镜形态观察发现,与野生型相比,其细胞被膜表面更光滑,沟壑褶皱更浅。从药敏试验的抗药性分析得到,突变株的抑菌圈直径较野生型相比都减小或者消失,缺失群体感应的菌株表现出了抗药性的增强。以上表明群体感应行为在K.pneumoniae细胞被膜合成和致病性方面有很大影响。