西瓜噬酸菌磷酸盐特异性转运系统pstS基因功能分析

以西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli)Aac5菌株为研究对象,构建了pstS基因的缺失突变菌株和互补菌株,进行了致病能力及生物学表型的测定,并通过荧光定量PCR分析了pstS缺失对西瓜噬酸菌致病相关基因和磷酸盐特异性转运系统相关基因表达量的影响。此外,测定了西瓜噬酸菌的PstS蛋白在大肠杆菌中表达时对Pi的结合能力。结果表明,pstS的缺失,降低了西瓜噬酸菌的致病能力、运动能力、体外生长能力和生物膜形成能力,但不影响西瓜噬酸菌诱导烟草产生过敏性坏死反应的能力。pstS缺失后Ⅲ型分泌系统基因hrpG、鞭毛基因fliC、毒力相关基因virB、趋化性相关基因cheA、群体感应基因luxR的相对表达量显著上调,Ⅲ型分泌系统基因hrpX的相对表达量下调。磷酸盐特异性转运系统相关基因Aave_2627、Aave_2628、Aave_2629、Aave_2631和Aave_2632表达量均上调。经PstS对Pi的结合能力试验,证明在大肠杆菌中异源表达的PstS蛋白具有Pi结合能力。研究表明,pstS在西瓜噬酸菌致病能力和Pi转运吸收过程中的Pi结合环节起到重要作用。

解淀粉芽孢杆菌ptsGHI基因的敲除及缺陷株生长特性

在解淀粉芽孢杆菌磷酸转移酶系统中,葡萄糖主要是由ptsGHI操纵子编码的酶EI、HPr、EIIGlc转运入细胞.文中运用PCR技术,扩增出ptsG和ptsHI基因上下游的DNA片段,共约1kbp,用融合PCR连接上下游片段后,再连接到温敏型质粒pKS2上,然后电转化到解淀粉芽孢杆菌XH7中,最终构建了ptsG和ptsHI基因缺陷株.实验结果显示:在LB培养基中,ptsG及ptsHI基因缺陷株的生长状况与野生型菌株无明显差异;在含葡萄糖的LB培养基中,ptsG基因缺陷株的最高菌密度比野生型菌株提高了28%,且平稳期比野生型菌株要长,而ptsHI基因缺陷株的最高菌密度比野生型菌株降低了约32%,与其在LB中的生长状况基本一致;ptsG和ptsHI缺陷株及野生型菌株经鸟苷发酵实验后,ptsG基因缺陷株的鸟苷产量比野生型菌株提高了约24%,ptsHI基因缺陷株的鸟苷产量则比野生型菌株降低了约82%.以上结果表明:解淀粉芽孢杆菌ptsG基因缺陷株具有良好的生长能力和产物合成能力.

PstS和PstB调控无机磷酸盐转运和介导细菌耐药的机制

无机磷酸盐(Pi)在菌体遗传、能量代谢及细胞内的信号传导等生物过程中发挥重要的作用。在细菌中,主要由磷酸盐特殊转运系统(Pst)和磷酸盐转运系统(Pit)来完成对Pi的吸收和利用。其中,Pst是在低磷胁迫下转运Pi的关键系统。近年来的研究表明,Pst系统除在调控Pi的代谢和平衡中发挥重要作用外,还介导细菌耐药、产毒和侵袭等。Pst系统是ABC转运蛋白家族的一种,一般由PstS、PstC、PstA、PstB和PhoU 5个蛋白组成。其中,PstS和PstB蛋白是该系统中的关键蛋白。本文重点对PstS和PstB调控Pi转运和介导细菌耐药的分子机制进行综述,旨在为深入研究该系统与细菌耐药的关系,以及研发以PstS和PstB为靶点的新药提供参考。

溶磷菌Pseudomonas sp. wj1的Pst系统鉴定及pstS基因功能分析

为明确溶磷菌wj1的无机磷酸盐(Pi)的转运机制,对溶磷菌wj1磷酸盐特异性转运系统(Pst)进行生物信息学分析并与土壤中常见细菌的Pst系统进行比较,通过亚克隆构建溶磷菌wj1pstS蛋白的原核表达系统,利用钼酸铵分光光度法测定诱导表达的pstS蛋白对磷酸盐的结合率。结果表明:溶磷菌wj1的Pst系统是由pstS、pstC、pstA、pstB和phoU 5个基因组成,且依次分布于染色体上,这种结构与土壤中常见细菌的大多数菌属相似。溶磷菌wj1的pstS蛋白位于细胞质外,是一种具有信号肽的可溶性蛋白,其空间结构是由2个球状结构域组成。与绿脓假单胞菌的pstS蛋白结构相比,溶磷菌wj1pstS蛋白的活性中心位于两个球状结构域的裂缝中,其中有9个氨基酸参与Pi特异性结合,1个氨基酸通过疏水作用维持蛋白与Pi的结合。溶磷菌wj1pstS蛋白在大肠杆菌中过量表达后,使得重组大肠杆菌的无机磷酸盐吸收率显著提高,表明溶磷菌wj1pstS蛋白具有结合Pi的能力,但菌浓度不变时Pi浓度的增加会抑制溶磷菌wj1pstS蛋白对Pi的结合。