甲基化受体蛋白MCP2923在睾丸酮丛毛单胞菌CNB-1趋化过程中的作用

【目的】MCP2923是睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)CNB-1的一种甲基化趋化受体蛋白,本研究旨在阐明其在CNB-1菌株趋化过程中的作用。【方法】利用游动平板法(swimming plate)检测了CNB-1及其MCP突变菌株CNB-1?20、CNB-1?MCP2923、CNB-1?20/p DSK519-MCP2923、CNB-1?20/p BBR1MCS-2-MCP2923和CNB-1?20/p BBR1MCS-2-MCP2923?LBD对35种芳香族化合物以及9种小分子有机酸的趋化性;进一步利用Agarose-in-plug法表征了MCP2923介导的对芳香族化合物的趋化表型;结合生物信息学分析,对MCP2923配体结合结构域(MCP2923LBD)进行了克隆、表达和纯化,利用等温滴定量热法(ITC)检测了MCP2923LBD与原儿茶酸等11种化合物的相互作用。【结果】CNB-1对原儿茶酸、4-羟基苯甲酸等12种芳香族化合物以及顺乌头酸等9种TCA循环中间代谢产物具有强、中强和弱3个层次的趋化表型;敲除MCP2923基因减弱了菌株对上述趋化诱导物的表型;将MCP2923基因回补到CNB-1?20菌株中可回补菌株对15种趋化效应物的表型,敲除MCP2923基因的配体结合区丧失了对15种趋化物的表型回补能力。虽然Agarose-in-plug法检测到了菌株对原儿茶酸和4-羟基苯甲酸的趋化表型,但ITC未能检测到原儿茶酸和4-羟基苯甲酸等11种化合物与MCP2923LBD直接的相互作用。【结论】MCP2923可引发CNB-1菌株对多种芳香族化合物以及小分子有机酸的趋化表型,且MCP2923LBD在这个过程中起关键作用;由于ITC的结果不能证明MCP2923LBD与芳香化合物和小分子有机酸等效应物的直接结合,推测MCP2923引发CNB-1趋化作用的机制不同于已报道的MCP2201和MCP2901的作用方式,其确切机制还有待于进一步深入研究。

AI-2通过甲基化趋化受体McpU调控恶臭假单胞菌KT2440的趋化运动及生物膜形成

【背景】广泛存在于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中的自诱导物autoinducer-2(AI-2)能够介导细菌种内和种间通讯,并调节细菌的多种生理过程。然而恶臭假单胞菌KT2440能否感知AI-2信号还未见报道。【目的】挖掘介导恶臭假单胞菌KT2440对AI-2趋化反应的趋化受体,检测AI-2信号通过趋化受体对恶臭假单胞菌KT2440生物膜形成的调控作用。【方法】本研究首先检测恶臭假单胞菌KT2440对AI-2信号的趋化反应,随后表达纯化了与铜绿假单胞菌AI-2受体高度同源的甲基化趋化受体McpU的配体结合结构域(ligand-binding domain,LBD),利用哈维氏弧菌的生物发光实验和等温滴定量热法(ITC)分析McpU-LBD与AI-2的相互作用;软琼脂平板法和毛细管定量分析法分析KT2440及mcpU敲除菌株(ΔmcpU)对AI-2的趋化反应;结晶紫染色法检测AI-2对KT2440及ΔmcpU生物膜形成能力的影响。【结果】软琼脂平板法和毛细管定量分析发现KT2440对AI-2信号表现出明显的正趋向性。哈维氏弧菌的生物发光实验和ITC分析发现AI-2与McpU-LBD具有高亲和力相互作用。进一步研究发现KT2440对AI-2的趋化反应是通过McpU介导的。生物膜测定结果显示,AI-2能通过其受体McpU显著增强KT2440的生物膜形成能力(P<0.05)。【结论】以上结果表明,甲基化趋化受体McpU介导了恶臭假单胞菌KT2440对AI-2的趋化作用,并且AI-2通过作用于该受体显著提高恶臭假单胞菌KT2440的生物膜形成能力。

茎瘤固氮根瘤菌趋化系统基因的比较基因组学分析及相关蛋白序列分析（英文）

【目的】茎瘤固氮根瘤菌既可以与毛萼田菁共生固氮,又可以自生或作为内生菌在其他植物体内固氮。由于其具有3种生活状态及固氮能力,其感受外界信号的趋化系统应当更为复杂多样。目前对茎瘤固氮根瘤菌的趋化通路研究很少,因此我们将茎瘤固氮根瘤菌的趋化系统与其他已有研究的菌株相比较。【方法】基于NCBI蛋白数据库,利用BLAST程序对菌株ORS571及已公布全基因组序列的α变形菌门的其他菌种进行趋化基因簇的比较分析;基于Pfam蛋白数据库,利用HMMER3程序对甲基化受体蛋白序列进行比较分析。【结果】分析结果表明茎瘤固氮根瘤菌中有1条主要的趋化基因簇,其中所编码的甲基化酶Che R为非五肽依赖型;此外,该菌还具有43个甲基化受体蛋白基因,所编码的受体蛋白保守区段均由38个七肽单位组成。【结论】通过比较基因组学的分析可知茎瘤固氮根瘤菌与其他菌属相比趋化系统具有高度同源性,但同时存在自身的独特性,这一结论能够使我们更好的了解茎瘤固氮根瘤菌利用趋化系统适应环境的过程。