基于结构计算设计提高费氏弧菌LuxR蛋白转录激活能力的策略

采用理性设计策略提高费氏弧菌转录因子LuxR蛋白的转录激活能力。利用蛋白质建模和分子对接方法构建了LuxR同源二聚体-3-oxo-C6-HSL复合物,进一步采用分子动力学模拟并进行结合自由能分析,寻找影响LuxR活性的潜在突变位点,最终借助虚拟饱和突变筛选有利突变体,并通过构建LuxR突变质粒验证突变体的转录激活能力。研究结果显示,Ser54对LuxR二聚化有重要影响,而虚拟饱和突变提示S54L、S54F、S54W与S54Y 4个突变能够提升LuxR二聚体的稳定性,这可能有助于提升其转录激活能力;实验验证发现当3-oxo-C6-HSL的浓度为10^(-5)mol/L时,S54W和S54L能够将LuxR的活性提高至WT的1.4倍。成功利用计算机辅助设计技术筛选出高活性LuxR突变体,为LuxR蛋白家族以及其他二聚体蛋白的改造提供新思路。

luxR基因调控嗜水气单胞菌耐药性的分子机制初探

LuxR家族蛋白是一类在革兰氏阴性细菌中发挥重要作用的调控蛋白,参与细菌多项重要生理活动。采用RNAi技术构建嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila) luxR05735稳定沉默菌株luxR05735-RNAi,并利用qRT-PCR检测基因沉默效果。结果显示,与野生株相比,沉默株中luxR05735的表达量降低了96.8%。药物敏感性实验表明,与野生株相比,luxR05735-RNAi对庆大霉素、诺氟沙星、卡那霉素、吡哌酸的耐药性显著降低。对野生株与沉默株luxR05735-RNAi的转录组数据进行分析发现,表达差异显著的基因共有1286个,其中,上调基因353个,下调基因933个;显著富集的通路4条,分别是核糖体通路、精氨酸生物合成通路、硫代谢通路、硒化合物代谢通路;在这4条通路中可能与嗜水气单胞菌耐药性相关的重要功能基因包括metE、glnA、rplB、rplX、rpsA、rpsJ等,这些功能基因编码的蛋白主要与细菌的生物成膜及核糖体蛋白合成相关。综合以上研究结果,可以推测嗜水气单胞菌的luxR05735通过调控细菌的生物膜形成相关基因及核糖体蛋白相关基因的表达,从而调控细菌对药物的耐受性。