三种常见假单胞菌Pel胞外多糖转运系统相关蛋白PelA-G的生物信息学比较分析

铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)及恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)是重要的致病菌与腐败菌,极易形成生物被膜,对人类健康和食品质量安全造成了严重的危害。Pel胞外多糖是假单胞菌(Pseudomonas)生物被膜的重要组成部分,通过相应的Pel系统进行合成和转运。运用生物信息学分析技术对Pel系统相关蛋白进行分析,有助于更好地理解假单胞菌生物被膜的形成机制。本研究以3种常见假单胞菌为研究对象,通过生物信息学分析技术,结合ExPASy在线工具、SignalP 4.0 Server、TMHMM-2.0、Phyre2等软件,分析了3种假单胞菌Pel胞外多糖转运系统相关蛋白PelA-G的理化性质、信号肽、跨膜区域以及三级结构和功能。结果表明,除PelE和PelG蛋白的理论等电点存在差异外,3种假单胞菌Pel系统的理化性质基本相同。荧光假单胞菌PelA蛋白不含跨膜区,铜绿假单胞菌PelE蛋白比另外两种菌多1段跨膜区,其他蛋白的跨膜区不存在明显差异。同源建模结果表明,3种菌PelA-G蛋白的折叠方式相同,三维结构能够高度重合,推测它们在Pel胞外多糖转运过程中发挥着相同的功能。本研究从生物信息学的角度揭示了3种假单胞菌Pel系统结构和功能上的共性,为该系统转运机制的进一步研究提供重要的数据基础。

假单胞菌生物被膜核心胞外多糖生物合成系统研究进展

胞外多糖是假单胞菌生物被膜的重要组成部分,能增强菌体对外界环境、抗菌剂和宿主防御的耐受性。假单胞菌能产生3种与生物被膜形成密切相关的核心胞外多糖:褐藻胶、Psl和Pel,它们在细菌细胞中的合成和转运分别依赖对应的褐藻胶、Psl和Pel生物合成系统。因此,本综述系统全面地总结了假单胞菌3种胞外多糖生物合成系统结构生物学的研究进展,重点围绕已知结构的蛋白质进行具体的结构和功能阐述。在此基础之上,对未来研究方向提出新的思路和见解,可为假单胞菌生物被膜形成机制及控制策略奠定扎实的理论基础。

产胞外多糖葡糖杆菌的分离鉴定及系统发育分析

从自制草莓发酵液中筛选出高产胞外多糖的葡糖杆菌,通过形态特征观察、生理生化试验和16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,并利用Neighbor-Joining法和Maximum-Parsimony法建立系统发育树,确定菌株同源性和种属水平。结果表明,从草莓发酵液中筛选得到2株高产胞外多糖的葡糖杆菌,经鉴定这2株菌为近藤葡糖杆菌(Gluconobacter kondonii)和弗氏葡糖杆菌(Gluconobacter frateurii),分别命出为G. kondoniiPFY-7和G.frateuriiPFY-8,其胞外多糖的含量分别为(22. 93±0. 61)g/L、(23. 81±0. 51)g/L。

南极菌Pseudoalteromonas sp．S-15-13产胞外多糖的研究及其分子鉴定

本文对影响南极细菌S-15-13生长和胞外多糖产量的主要环境因子进行了研究,同时采用16S rDNA序列分析及系统发育分析方法对其进行了分子鉴定。结果表明：菌株S-15-13最佳产糖条件为：培养时间,56h；培养温度,8℃；碳源,1．0%葡萄糖；NaCl浓度,3．0%；pH,6．0—7．0。16S rDNA序列分析和系统发育分析表明,菌株S-15-13属于假交替单胞菌属(Pseudoaltero- monas)。

海洋浮游硅藻胞外多糖研究进展

海洋浮游硅藻胞外多糖是其在生长过程中向外界环境所分泌的胞外产物中的一种,在海洋生态系统和海洋生物制药业中发挥着重要作用.本文对海洋浮游硅藻胞外多糖生物量的影响因素,胞外多糖的提取、分离和纯化方法,胞外多糖的成分分析与结构修饰及其药理学活性研究等进行了综述,并展望其在海洋生物制药方面的应用前景.

铜绿假单胞菌Psl多糖转运蛋白PslD的表达与纯化研究

条件性致病菌铜绿假单胞菌是细菌生物被膜研究的模式菌,其分泌的胞外多糖Psl在生物被膜形成中起关键作用。PslD为Psl多糖的转运蛋白,由256个氨基酸构成,生物信息学分析揭示其有N端信号肽且为一次跨膜蛋白。分离纯化完整跨膜蛋白需要去垢剂的作用,去垢剂种类繁多且性质不一,研究设计了一套筛选溶解PslD的去垢剂的方案。通过抗组氨酸标签的Westernblot分析,n-Decyl-β-D-maltopyranoside(DM),n-Decyl-N,N-dimethylamine-N-oxide(DDAO)及n-Dodecyl-N,N-dimethylamine-N-oxide(LDAO)被认为溶解PslD的效率较高。通过改变总蛋白与去垢剂比例,进一步优化了去垢剂的溶解条件,即8mg/mL总蛋白质量分数为1%的LDAO。在此溶解条件下,仅通过第一步Ni柱亲和纯化目的蛋白纯度可到达80%以上,这为进一步结晶尝试及其结构生物学研究奠定基础。

嗜水气单胞菌双组分系统FlrBC的功能探究

为明确双组分系统FlrBC在嗜水气单胞菌极生鞭毛合成、生物被膜形成及致病机制中的作用,通过同源重组法,以嗜水气单胞菌ZYAH72为野生菌株构建双组分系统FlrBC缺失株ΔflrB和ΔflrC,比较不同菌株鞭毛合成及游动性、生物被膜形成、胞外多糖分泌、细胞黏附以及抗全血杀伤能力差异。结果显示:与野生株相比,ΔflrB和ΔflrC仍能形成极生鞭毛,细菌游动能力无显著差异;而结晶紫染色发现ΔflrB和ΔflrC相较于野生株的生物被膜形成能力分别下降了27.2%和22.3%;刚果红检测结果显示,与野生株相比,ΔflrB和ΔflrC的胞外多糖分泌分别下降了18.4%和14.2%;实时荧光定量PCR的结果显示,flrB和flrC的缺失不同程度抑制了鞭毛合成、生物被膜相关通路基因的表达;与草鱼肾细胞共孵育后,ΔflrB和ΔflrC的细胞黏附率与野生株相比分别下降了23.2%和18.2%;全血杀伤实验结果显示,ΔflrB和ΔflrC抗全血杀伤能力均显著减弱。以上结果表明,双组分系统FlrBC不是嗜水气单胞菌极生鞭毛形成所必需,但在细菌鞭毛形成组装和生物被膜形成中发挥调控作用,并且影响嗜水气单胞菌致病性。

一株产褐藻酸多糖的海洋假单胞细菌 Pseudomonass P．QDA的筛选和鉴定

根据已获褐藻酸多糖生物合成基因簇中褐藻胶裂解酸基因(algL)的序列设计特异性引物，利用PCR技术从海洋微生物中筛选到1株能够分泌胞外多糖的细菌。采用形态学观察和DNA序列分析鉴定该菌株，结果为假单胞属细菌，命名为Pseudomonassp．QDA；系统发育树显示该菌株与P.purida亲缘关系最近。菌株产生的胞外多糖可被褐藻胶裂解酶(AlgL)降解，并在紫外234nm处检测到特征性吸收，初步证明含有褐藻酸多糖。

革兰氏阴性菌细胞表面多糖的应用潜力

细菌自身能够合成各种多糖分子,并分泌于细菌表面形成多糖保护层。当细菌处于恶劣环境时,多糖保护层能够调节细菌适应周围环境,从而使其存活。革兰氏阴性细菌分泌的主要多糖成分包括脂多糖、荚膜多糖、胞外多糖,它们通常是引起人体中产生强烈免疫反应的有效抗原,对细菌的致病性至关重要。因此研究它们的结构和合成转运机制等具有十分重要的作用,可以为细菌多糖运输途径的靶点药物设计等提供创新性的指导与思路。本文对细菌多糖的结构、合成转运机制、影响和作用等方面进行重点介绍。

TRAP转运体——一种新的依赖于胞外溶质结合受体的转运系统

TRAP转运体(tripartite ATP-independent periplasmic transporter,TRAP-T)是近期发现的一类溶质吸收系统,广泛存在于原核生物中。该转运体具有一个与ABC转运系统相似的胞外溶质结合受体(extracytoplasmic solute-binding receptor,ESR),是一类新的依赖于ESR的二级主动转运系统,它利用离子电化学势梯度而不是ATP水解,为溶质吸收提供能量。对于少数TRAP-T的溶质底物和生理作用的研究,揭示了TRAP-T不仅具有高度的溶质亲和性,而且其组分也可以被招募行使其他功能。本文综述了TRAP-T的组成、调控机制及其功能的研究进展。

Rhizobium sp.N613胞外多糖的抗氧化活性

以铁氰化钾和铁离子为检测系统测定了Rhizobium sp.N613胞外多糖(REPS)对氧化物的还原力;H2O2和Fe2+为羟自由基生成系统检测了REPS对羟自由基的清除作用;邻苯三酚自氧化法检测了REPS对超氧阴离子的清除作用;并体外检测了REPS对H2O2引起的氧化溶血现象的抑制作用及对小鼠肝组织脂质过氧化损伤的保护作用。结果显示,REPS对氧化物具有明显的还原力,其对羟自由基的清除作用达到35.46%(多糖浓度为2mg/mL),对超氧阴离子的清除作用达到36.84%(多糖浓度为0.78mg/mL),对H2O2引起的氧化溶血现象的抑制作用达到43.84%(多糖浓度为1.14mg/mL),对小鼠肝组织脂质过氧化的保护作用达到34.46%(多糖浓度为1.14mg/mL),表明REPS具有良好的抗氧化作用,有着重要的应用价值。

保加利亚乳杆菌胞外多糖对人癌细胞抑制作用的研究

乳酸菌胞外多糖（exopolysaccharides，EPS）是乳酸菌在生长代谢过程中分泌到细胞壁外的黏液或荚膜多糖。已有的一些报道表明：乳酸菌EPS通过抑制肿瘤、抗溃疡、免疫调节和降低胆固醇活性进而对人体健康产生促进作用。Oda等早在20世纪80年代就确定了由瑞士乳杆菌约古特亚种（Lb．helveticus ssp．jugurti）产生的EPS具有抑制肿瘤活性。为了明确抑制肿瘤作用机制，部分学者研究了EPS或者是产EPS菌体对免疫系统的影响，大部分研究均可证明乳酸菌EPS可以通过调节机体免疫力来达到抑制肿瘤的作用，但是，由于生物体内各系统相互作用的复杂性，活性多糖的体内抑制肿瘤机制也较复杂，无法说明它是否直接作用于肿瘤细胞，因此，我们采用体外试验的方法，研究保加利亚乳杆菌对人癌细胞的生长的抑制作用和凋亡作用。

铜绿假单胞菌生物被膜组成及其受群体感应系统和c-di-GMP调控的研究进展

作为人类条件性感染的前三大病原菌之一的铜绿假单胞菌,是一种革兰氏阴性细菌,对免疫功能低下和囊性纤维化患者可以造成严重和持续性感染。造成这种持续感染的原因主要是由于细菌接收外界信号后,在自身调控网络的协同作用下,会依附于固体表面,并产生胞外多糖、基质蛋白和胞外DNA等大分子物质形成高度结构化的膜状复合物将自身包裹形成生物被膜群体结构。生物被膜可以有效帮助细菌定殖、提高细菌对抗菌物质和宿主免疫反应的抵抗能力、促进群落细菌的细胞-细胞之间的信号交流等,是临床治疗中病原菌慢性感染和反复感染最重要的原因之一。本篇综述重点介绍了铜绿假单胞菌生物被膜的各组成成分及其在生物被膜形成中的重要功能,并进一步阐述了群体感应系统(las、rhl、pqs与iqs)和c-di-GMP对铜绿假单胞菌生物被膜形成的调控作用。通过本篇综述可以更清晰地了解细菌生物被膜形成和调控的过程,为开发新的治疗生物被膜感染策略提供帮助。

青枯菌致病力的主要决定因子研究进展

为了对青枯菌病原菌的防治及后续研究提供参考,综述了青枯菌基因组的基本特征及主要致病因子,包括胞外多糖I、三型分泌系统和效应蛋白因子、泳动因子、细胞壁降解酶及其对病原菌致病力的作用。采用单一的措施抑制青枯菌单个或几个致病基因的表达很难有效防控农作物青枯病,而利用对青枯菌具有裂解性的噬菌体控制青枯菌,是具应用前景和值得研究的生物防控方法。

冰糖橙与枸橼C-05对溃疡病菌生长特性的影响

据《中国农业科学》2015年第7期《冰糖橙与枸橼C-05对溃疡病菌生长特性的影响》（作者葛红娟等）报道,将完全展开、颜色淡绿的冰糖橙与枸橼C-05叶片进行75%酒精和1%Na Cl O消毒并切割后,分别与溃疡病菌（Xac）在离体条件下共培养,观察叶片在MT培养基（对照）、MT中间嵌入NYGA培养基（MA）中对溃疡病菌生长的影响;

一株高效产酸菌株的分离、鉴定与生物特性研究

为选择性能优良的乳酸菌用于乳制品的生产,从固体奶酪中分离出一株具有高效产酸能力的乳酸菌（3-J）。通过对该菌株的16S rDNA进行测序和同源性比较,发现它与多个乳杆菌菌株的同源性达到99%。对其细胞壁蛋白、产酸能力、人工模拟胃液耐受能力以及产胞外多糖能力等特性进行了研究。结果表明：利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）技术分析出乳酸菌的细胞壁蛋白在27.0~97.0 kDa范围内的峰度较高。菌株在对数期pH急剧下降,酸度急剧上升,酸度最高的产酸时间为30 h。菌株在人工模拟胃液环境中存活率达到14.67%,具有耐酸能力。乳酸菌发酵液中含有胞外多糖（EPS）,其含量可达到25.90 mg/L。选择性能优良的乳酸菌对生产高质量的乳制品具有重要的意义。