AHLs信号分子在MBR中的研究进展

膜生物反应器(MBR)已经被广泛用于处理废水,然而膜生物反应器的生物污染成为了其更广泛的应用上的一个关键限制因素,近年来基于AHL信号分子介导群体感应(QS)理论与群体猝灭技术(QQ)在抑制MBR生物污染有着巨大的潜力,许多研究证明群体猝灭技术通过灭活或降解AHL信号分子,干扰QS系统,进而来抑制生物膜的形成,控制MBR的生物污染。文章综述AHL型QS理论与QQ技术在MBR生物污染的研究进展,讨论这些应用所面临的挑战和膜生物反应器生物污染控制方法的发展方向。

革兰氏阴性细菌群体感应信号分子AHL结构类似物的合成及活性研究

基于组氨酸的结构基础,以82.7~85.2%的产率合成了4种N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)的结构类似物(His-7,His-8,His-10和His-12),经IR、1H NMR、13 C NMR和MS确认了产物的结构。将四种化合物与紫色色杆菌共培养考察其对革兰氏阴性细菌群体感应系统的影响。结果表明:His-7对紫色色杆菌群体感应系统具有增强信号的作用,能够显著促进菌体中脱氧紫色杆菌素(DVio)的表达。随着分子中脂肪链长度的增加,AHL结构类似物对DVio的表达表现了抑制作用。

一株凡纳滨对虾源鳗弧菌群体感应信号分子的检测

旨在检测从凡纳滨对虾体内选取的一株鳗弧菌的群体感应信号分子。利用报告菌株结合薄层层析法鉴定鳗弧菌(Vibrio anguillarum,VA)分泌的高丝氨酸内酯类(AHLs)信号分子,利用哈维氏弧菌V.harveyi JMH597和V.harveyi JAF375作为报告菌株分别检测了VA分泌的AI-2和CAI-1信号分子活性与细菌密度的关系。结果表明,VA能分泌3种类型的信号分子:AHLs信号分子、AI-2信号分子和CAI-1信号分子,其中分泌的AHLs有N-3-羟基-己酰基-高丝氨酸内酯(3-OH-C6-HSL)、N-3-辛酰基-高丝氨酸内酯(C_8-HSL)和N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯(3-oxo-C_8-HSL)。VA分泌的AHLs、AI-2和CAI-1均具有密度依赖性。

洋葱伯克霍尔德菌群体感应系统研究进展

综述了近几年已经证实在洋葱伯克霍尔德菌中存在的、与luxIR同源的几个群体感应系统,阐述了其群体感应的调控机理和对目的基因表达调控的最新研究进展,探讨了洋葱伯克霍尔德菌群体感应系统进一步的研究方向。

发菜伴生细菌的分离鉴定及其对发菜生理代谢的影响

为了探究发菜(Nostoc flagelliforme)伴生菌对其生理代谢的影响,进一步了解发菜的生长体系以及发菜与伴生菌的相互作用,本文采用平板划线法从发菜固体培养基上分离出11株伴生菌,利用高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(LC-qToF-MS)鉴定伴生菌产生的N-酰基高丝氨酸内酯类分子(AHLs)种类.通过质谱图可知微杆菌属(Microbacterium sp.)ABNF-1产生C_(12)-HSL,根瘤菌属(Rhizobium sp.)ABNF-4产生C_(6)-HSL、C10-HSL、C_(12)-HSL,戈登氏菌属(Gordonia sp.)ABNF-9产生C_(6)-HSL、C10-HSL,假单胞菌属(Pseudomonas balearica sp.)ABNF-10产生C10-HSL、C_(12)-HSL.对发菜AHLs产生菌共培养的代谢产物分析表明,主成分分析(PCA-X)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)的评分都呈现明显的离散现象,表明共培养组的代谢产物发生了变化,发菜的脂肪酸代谢和碳代谢发生了显著变化.通过外源添加AHLs发现,当群体感应信号分子AHLs浓度为5μmol/L以上时,AHLs能够促进荚膜多糖的积累,提高细胞总糖含量,对发菜多糖含量影响显著,这进一步说明AHLs能够影响发菜细胞的生长代谢.

重组枯草芽孢杆菌诱导表达AiiA及酶活性鉴定

[目的]由于AiiA(Autoinducer inactivation,AiiA)蛋白能有效降解AHLs(N-acyl-homoserine,AHLs),导致病原菌由于群体淬灭(Quornm quenching,QQ)失去生存优势而抑制其致病能力;利用强启动子构建能高效表达AiiA蛋白的枯草芽孢杆菌,检验枯草芽孢杆菌中Pspac启动子表达AiiA蛋白的能力,寻求有效生物防治手段防治病原菌侵害。[方法]通过已知的aiiA基因序列和启动子Pspac序列设计引物,经搭桥PCR搭连启动子Pspac和aiiA基因,构建重组表达载体Pspac-aiiA-PHY300PLK,经酶活反应确定重组菌活性。[结果]成功克隆并搭连Pspac启动子和aiiA基因,AiiA蛋白成功在重组枯草芽孢杆菌C11中表达。经酶活检验,野生菌株和重组菌株Pspac-aiiA-C11有降解信号分子AHLs的能力,但重组菌降解能力更强。[结论]重组菌Pspac-aiiA-C11较野生菌株有更强的降解AHLs效力;要利用工程菌进行生物防治还需进一步提高工程菌表达AiiA蛋白的能力及稳定性。

青海弧菌Q67自体诱导物的检测及其对菌体发光的影响

青海弧菌Q67是一种我国新近确定的淡水发光细菌,其发光强度随毒物浓度改变的特性使其可作为水质检测的指示菌株。利用生物检测菌株快速检测、C18反相薄层层析和β-半乳糖苷酶含量测定,证实了该菌存在LuxI-LuxR型群体感应系统,并产生N-酰基高丝氨酸内酯类自诱导物。进一步的实验表明,该信号分子活性随生长阶段有较大变化,其粗提物不仅能调控菌体的生物发光,对菌体生长繁殖也产生较大影响。

酰基高丝氨酸内脂合成酶LasI对禽致病性大肠杆菌生物学特性的影响

【背景】禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli, APEC)是禽类主要病原菌之一,群体感应(Quorumsensing,QS)系统可通过信号分子调控其生物学特性。在APEC中信号分子AHL对其生物学特性的影响目前尚不清楚。【目的】研究信号分子AHL对APEC生物学特性的影响。【方法】将含铜绿假单胞菌酰基高丝氨酸内脂合成酶(Acyl-homoserine-lactone synthase,lasI)基因的表达质粒转化至APEC菌株DE17中,构建重组菌株DE17-lasI,利用LasI在DE17中合成AHL。比较野生株和重组菌株产生AHL信号分子、生长特性、生物被膜形成能力、运动性以及耐药性等生物学特性的差异;运用Real-timePCR技术,比较野生株和重组菌株中与生物被膜形成、运动性以及毒力因子相关基因的转录水平。【结果】对重组菌株AHL信号分子检测表明,DE17-lasI能够产生AHL信号分子,与野生株DE17相比,DE17-lasI生物被膜形成能力和运动性显著降低(P<0.01),但其生长特性和耐药性无显著变化(P>0.05);Real-time PCR检测结果表明,重组菌株的毒力因子fimH转录水平上调了58.8倍,而ompA、iss分别下调了95.4%、77.3%。与生物被膜形成相关基因agn43下调了75%,鞭毛合成基因flhA下调了80.8%。此外,AHL受体sdiA的转录水平上调了19.8倍。【结论】转化lasI至APEC中,能促进其在APEC中合成信号分子AHL,并显著影响APEC的部分生物学特性,为进一步探讨AHL型群体感应系统对APEC的调控作用提供参考。