LuxS/AI-2群体感应系统在乳酸菌细菌素合成中的作用

乳酸菌细菌素具有抑菌谱广、稳定性高、安全性高等优势,作为新型生物防腐剂备受青睐,但目前工业化应用的细菌素数量有限,合成量低是其应用受限的重要原因。国内外研究显示与特定的微生物共培养是提高乳酸菌细菌素合成量的有效方法,该过程受到LuxS/AI-2群体感应系统的调控。文章从乳酸菌LuxS/AI-2群体感应系统的组成及LuxS/AI-2群体感应系统在乳酸菌细菌素合成中的作用两个方面进行论述,为乳酸菌细菌素合成量的提高和工业化应用的实现提供了一定的理论依据。

群体感应信号分子对免疫系统的影响

近年来,宿主导向的抗菌药物研发逐步成为抗感染领域的热点。通过研究宿主和病原菌的相互作用机制,发现免疫系统是宿主导向抗菌药物的关键靶点之一。在以细菌为首的微生物种群中存在一种通讯交流系统,称为群体感应系统,其主要用于调整多微生物群落结构并协调群体行为。当微生物分泌的群体感应信号分子达到阈值浓度时,激活了群体感应系统并引起微生物整体基因表达变化。除了对微生物自身密度的调控外,群体感应信号分子还可以作为病原微生物与宿主之间的纽带进入宿主免疫系统并发挥作用,在影响免疫细胞形态结构、细胞因子分泌以及诱导细胞凋亡等方面导致宿主免疫损伤,造成宿主免疫功能失常。因此以宿主免疫系统为作用靶点,以群体感应信号分子为目标开发抗菌药物,可以有效抑制病原菌对宿主免疫功能的侵袭并协助宿主抗菌。本文对重要群体感应信号分子引发的宿主免疫应答反应机制进行综述,深入探究宿主导向抗菌药物的可能作用靶点,以期为预防或治疗病原体感染以及相关药物研发提供新方向。

基于蛋白质作用的群体感应系统调控细菌生理功能研究进展

群体感应系统可以实现细菌的种内和种间的信息交流,并调控细菌基因表达与菌体的生理特性,如毒素的分泌、生物被膜的形成、细菌素及抗菌素的产生等。近年来,越来越多的群体感应系统被发现且得到深入研究,其调控机制也逐渐清晰,然而关于群体感应系统与蛋白质之间相互作用并引起菌体生理机能改变的相关综述内容还比较少。因此,本文在分析群体感应系统可以通过信号分子引起相关基因及蛋白质的改变,最终引起菌体毒性、生物被膜及蛋白质降解等变化的基础上,综述细菌中群体感应系统调控蛋白质及蛋白质之间相互作用而引起菌体生理特性改变的研究进展,旨在更加全面深入地研究群体感应系统参与调控菌体的功能特性及其应用。

金黄色葡萄球菌群体感应、双组分系统与第二信使的调控互作研究进展

金黄色葡萄球菌(简称金葡菌)是一种广泛存在且常见的食源性微生物,可引发食物中毒以及多种感染,是影响人类健康的重要病原菌。在金葡菌中存在多种复杂的调控机制如群体感应(quorum sensing,QS)与双组分系统(two-component systems,TCSs)以及第二信使。本文首先描述金黄色葡萄球菌中几种QS系统的特征及其对生物被膜形成能力、致病性和耐药性的影响;然后,总结各种TCSs在金黄色葡萄球菌中的作用,以及QS和TCSs之间的不同相互作用,还讨论第二信使的功能,包括它们分别与QS和TCSs的相互作用;最后,提出寻求QS和TCSs新型控制策略的前景,包括设计干扰QS和TCSs信号传导的药物,开发QS信号抑制剂,探索天然产物中的活性成分,以及使用纳米技术制备靶向性更强的药物。此外,本文还强调两个重要的未来研究方向:加强生物被膜控制和深入研究细菌耐药机制。

群体感应QseB/QseC系统对外界环境变化的响应机制

细菌群体感应(quorum sensing,QS)是一种细菌种群之间和与环境之间的相互作用机制,不仅可以评估其自身物种的种群密度,还可以评估给定环境中其他细菌物种的种群密度,是维持细菌感知并响应环境变化的重要协调途径。编码鞭毛表达和组装以及运动性的基因是潜在的毒力相关因子,受细菌种群密度调节,利用群体感应激活。QseB/QseC双组分系统是参与鞭毛和运动基因调节的群体感应调节级联反应的一个重要组成部分。本文综述了细菌群体感应系统的种类及其作用,将近年来有关QseB/QseC双组分系统介导的群体感应系统结构功能、QseB/QseC信号转导调控机制以及QseB/QseC双组分系统在调控细菌致病性、生物膜形成、鞭毛运动性等方面所发挥的作用进行整理、归纳和总结,并对目前研究不足的地方作出了展望,希望能找出下一个研究的方向。对QseB/QseC信号系统介导的群体感应机制的深入研究,不仅为解决细菌耐药及致病机制等问题提供新思路,还可能为开发疫苗和药物提供新靶点。

半枝莲对铜绿假单胞菌群体感应系统的抑制作用

目的在中药中筛选并研究铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)群体感应系统抑制物(quorum-sensing inhibitor,QSI)。方法利用铜绿假单胞菌QS系统相关基因lasI、lasR、rhlI和rhlR的启动子与报道子荧光素酶(Luciferase)基因lux CDABE的融合子为筛选系统,通过检测化学发光反应不同中药对群体感应系统基因表达的影响,并检测中药对铜绿假单胞菌毒性相关表型的影响。结果研究结果表明中药半枝莲的水提物在不影响铜绿假单胞菌生长的条件下,可抑制PA中QS系统基因lasI、lasR、rhlI和rhlR的表达,并可抑制铜绿假单胞菌的运动性。结论中药半枝莲对铜绿假单胞菌群体感应系统有抑制作用,结果有助于新型抗生素的研究。

LuxS/AI-2型群体感应系统调控细菌生物被膜形成研究进展

生物被膜是大多数细菌在自然状态下的一种生长方式,使菌体具有浮游态时不具有的优势。它的形成和发展受到群体感应系统的调控,该系统是细菌依赖于群体密度而调控其生理行为的一种机制。其中Lux S/2型自诱导物(autoinducer 2,AI-2)群体感应系统又称种间群体感应系统,广泛存在于G^(+)及G^-菌中。其信号分子AI-2被认为是种间通用的信号分子,参与调控多种细菌的生物被膜。此外,目前已发现多种Lux S/AI-2型群体感应系统抑制剂,它们可以影响许多细菌生物被膜的形成。目前研究人员已开始致力于揭示Lux S/AI-2型群体感应系统调控生物被膜形成的分子机制,这对于进一步理解Lux S/AI-2型群体感应系统与生物被膜的关系具有重要意义。

真菌中的群体感应系统

以胞间通讯信号分子介导的细菌群体感应参与细菌多种生理功能的调控是非常普遍的。近年的研究表明,真菌中也存在类似于细菌群体感应信号分子的调节分子,并且介导着真菌某些生理行为的调节。这一过程也称为真菌的群体感应系统。文中简要介绍真菌群体感应系统的研究进展,并讨论了真菌群体感应系统作为抗真菌感染靶点的可能性。

细菌生物膜及细菌群体感应系统的研究进展

细菌生物膜(BBF)是细菌耐药性形成的重要机制之一,也是许多慢性感染性疾病反复发作和难以控制的主要原因。在BBF形成过程中,细菌的群体感应(QS)系统起重要作用。本文就细菌生物膜的结构以及细菌的群体感应系统在细菌生物膜形成中的作用进行综述。

植物对细菌群体感应系统的反应

细菌的群体感应系统参与包括动植物病原细菌致病因子产生在内的许多生物学功能的调节。植物可以感知细菌群体感应系统及其信号分子,并作出复杂反应。植物可能受细菌群体感应信号分子诱导产生系统性防御反应,能够分泌细菌群体感应信号分子的类似物,可能产生降解细菌N-酰基高丝氨酸内酯信号分子的酶来阻断或干扰细菌群体感应系统。

RNA干扰铜绿假单胞菌群体感应系统对生物膜影响的研究

目的观察小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)分子干扰铜绿假单胞菌群体感应系统后,对铜绿假单胞菌生物膜的影响。方法首先针对lasR、rhlR和rhlI基因设计4条siRNA分子,分别是si-asr1、si-hlr1、si-hlr2和si-hli1,体外转录法制备上述siRNA分子。将50nmol/LsiRNA分子与4μl脂质体混合,然后转染铜绿假单胞菌成熟期生物膜,应用平板菌落计数法检测siRNA转染后96h内生物膜活细菌数目;siRNA转染生物膜48h后,应用1%复红染色法光学显微镜观察生物膜形态改变,同时应用RT-PCR法检测生物膜弹性蛋白酶B基因lasB表达量。结果si-hlr1、si-hlr2和si-hli1分别转染铜绿假单胞菌生物膜48h,生物膜出现解体,生物膜内活细菌数目无明显改变。si-asr1转染铜绿假单胞菌生物膜48h后,生物膜形态及生物膜内活细菌数目无明显改变。si-asr1、si-hlr2和si-hli1分别转染铜绿假单胞菌生物膜48h,生物膜lasB基因表达量分别下调了49%、21%和18%。si-hlr1转染生物膜48h后,lasB基因表达量无明显改变。结论应用siRNA分子干扰铜绿假单胞菌群体感应系统的lasR、rhlR和rhlI三个关键性基因,可以促进生物膜解体,同时能部分抑制生物膜lasB基因表达,但是不能减少生物膜内活细菌数。

乳酸菌群体感应系统研究进展

群体感应及其自我调控是细菌间进行信息交流的重要机制。细菌通过特定的化学信号分子来监测菌群密度和周围环境的变化,进而调节菌体内相关基因表达,使菌体更加适应周围环境。乳酸菌很多生物学现象都与群体感应系统有关。本文中,笔者总结了乳酸菌群体感应系统的组成、信号转导机制及其生物学功能,这些功能包括调控菌体生物膜的形成、菌株自溶、抗菌肽的合成、酸胁迫应答。本综述将为乳品工业提高乳酸菌的发酵密度和扩大其益生菌功能提供新思路。

细菌群体感应系统的研究

群体感应是细菌根据细胞密度变化进行基因表达调控的一种生理行为。细菌通过群体感应与周围环境进行信息交流,参与多种生理过程。就细菌群体感应系统的组成、作用机制、类型、特点及细菌中群体感应的最新进展作以综述。

根瘤菌群体感应系统研究进展

群体感应是指细菌中依赖于细胞密度的基因表达调控过程 ,参与这种调节的系统被称为群体感应系统。N 酰基高丝氨酸内酯是大多数革兰氏阴性细菌群体感应系统的信号分子。这种系统调节细菌各种生理学反应和某些特定功能。在根瘤菌与宿主豆科植物成功建立共生关系的过程中 ,起着重要作用。详细的综述了根瘤菌中已发现的群体感应系统 。

Burkholderia属luxIR同源群体感应系统的研究进展

介绍了群体感应系统和Burkholderia属概况,阐述了Burkhkolderia菌属中的群体感应系统,并展望了其应用前景。

硝苯地平调控铜绿假单胞菌群体感应系统的初步研究

目的:探讨硝苯地平调控铜绿假单胞菌(PA)群体感应(QS)系统抑制毒力因子的表达。方法:应用倍比稀释法测定硝苯地平对PA的体外最低抑菌浓度(MIC);设置空白对照组和实验组,体外构建适宜环境,培养菌株24 h,测定600 nm处硝苯地平对PA增殖的影响,并绘制生长曲线;蛋白水解酶实验测定硝苯地平对PA蛋白水解酶的抑制作用;弹性蛋白酶实验测定硝苯地平对PA弹性蛋白酶的抑制作用;绿脓毒素实验测定硝苯地平对PA绿脓毒素的抑制作用。结果:硝苯地平在体外对PA表现出良好的抗菌活性:硝苯地平抗PA的MIC为256μg·ml^-1;生长曲线显示,加样4 h时后,硝苯地平浓度为256,128,64,32μg·ml^-1时可明显抑制PA生长(P<0.05或P<0.01);毒力因子表达实验中,硝苯地平浓度为512,256,128,64,32,16,8μg·ml^-1时可明显抑制蛋白水解酶和弹性蛋白酶的活性(P<0.05或P<0.01),硝苯地平浓度为512,256,128,64,32,16μg·ml^-1时可明显抑制绿脓毒素的表达(P<0.05或P<0.01);且硝苯地平对PA毒力因子表达的抑制作用表现出浓度依赖性。结论:硝苯地平可调控QS系统抑制PA毒力因子表达的作用,在体外可有效抑制PA的生长,有望成为一种新型抗菌增效药物。

多尼培南对铜绿假单胞菌生物被膜形成和群体感应系统的影响

目的:探究新型碳青霉烯类抗生素多尼培南(doripenem,DOR)对临床分离铜绿假单胞菌生物被膜形成的抑制作用,及对其群体感应系统相关基因Las R、Rhl R、Pqs A、Pqs E、Pqs R表达量的影响。方法:用结晶紫染色法测定30株临床分离铜绿假单胞菌形成生物被膜能力和多尼培南对生物被膜形成的抑制作用;微量肉汤稀释法测定最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)和最低抑制生物被膜浓度(minimal biofilm inhibitory concentration,MBIC);活菌计数法绘制多尼培南对生物被膜内细菌的杀菌曲线;采用实时定量荧光PCR(real-time PCR)法测定多尼培南对群体感应(quorum-sensing,QS)系统相关基因表达量的影响。结果 :30株铜绿假单胞菌中的29株(97%)形成生物被膜;多尼培南具有较强的抗铜绿假单胞菌浮游菌和生物被膜抑制活性,MICR为0.5~1μg·m L-1,MBICR为1~4μg·m L-1;显著下调Las R、Rhl R、Pqs A、Pqs E、Pqs R的表达量。结论:临床分离铜绿假单胞菌具有高生物被膜形成率,多尼培南对铜绿假单胞菌生物被膜具有抑制作用,可能与其下调QS系统相关基因有关。

AI-2群体感应系统抑制剂:细菌生物膜感染的潜在新药

细菌生物膜是细菌粘附于非生物或生物表面后将其包裹在自身分泌的多聚物中形成的一种具有立体结构的细胞群落，是细菌为了适应生存环境而形成的一种与浮游细胞相对应的存在形式。临床上80％的感染都和生物膜相关。细菌粘附于人体内自身组织或植入人体的医疗装置表面，如导管、隐形眼镜及心脏起搏器并形成生物膜时，由于生物膜的屏障作用及生物膜内细菌低代谢的特点，形成生物膜的细菌具有高度的耐药性并能逃避免疫系统攻击，使感染易慢性化并难于控制[1-3]。

基于LuxS的群体感应系统在乳酸菌共培养中的研究

群体感应是微生物调控群体行为的重要方式,基于LuxS的群体感应系统广泛存在于各种属细菌中。AI-2作为LuxS系统的信号分子,在细胞交流中起到关键作用。LuxS系统在多种乳酸菌共同作用完成发酵任务以及某些乳酸菌行使益生功能中发挥了重要作用。文中综述了AI-2的合成途径、转导方式并重点阐述LuxS系统对乳酸菌共培养过程中蛋白表达和基因转录的影响。对LuxS系统进行深入研究,必将进一步揭示多种乳酸菌共同发酵以及其完成益生功能的机理,为从分子水平调控乳酸菌的发酵和益生行为提供了可能。