鸭疫里默氏杆菌CH3株tonB1或tonB2基因缺失对生物被膜形成的影响

为探究鸭疫里默氏杆菌CH3株TonB1和TonB2蛋白对其生物被膜形成的影响,本研究采用自杀质粒同源重组的方法分别构建了tonB1和tonB2基因的缺失突变株CH3△tonB1和CH3△tonB2。同时将tonB1和tonB2基因ORF克隆于大肠杆菌-鸭疫里默氏杆菌穿梭表达载体pRES中,构建回补株CH3△tonB1(pRES-TonB1)和CH3△tonB2(pRES-TonB2)。利用结晶紫染色法对野生株CH3、突变株CH3△tonB1和CH3△tonB2及其回补株的生物被膜进行测定。结果表明,与野生株CH3相比,突变株CH3△tonB1和CH3△tonB2生物被膜形成能力显著降低(p<0.05),而回补株CH3△tonB1(pRES-TonB1)和CH3△tonB2(pRES-TonB2)的生物被膜形成能力较突变株显著增强。本研究结果表明鸭疫里默氏杆菌的TonB1和TonB2蛋白与其生物被膜的形成相关。

鸭疫里默氏杆菌TonB依赖性受体TbdR2基因缺失株的构建

用PCR方法扩增tbdR2基因的左右臂和壮观霉素抗性基因表达盒,然后将以上3个片段组成的同源重组同源臂LSR连接到自杀性质粒pDS132上,构建得到重组自杀质粒pDS-TbdR2-LSR。再将此质粒通过接合转导的方法导入到鸭疫里默氏杆菌CH3株。用含卡那霉素和壮观霉素的TSA筛选可能的基因缺失株,并对其进行PCR鉴定,获得基因缺失株CH3△tbdR2。CH3△tbdR2稳定性检测结果表明该缺失株能够稳定存在。另外,CH3△tbdR2突变株在电镜下的细菌形态以及在TSA培养基上的菌落形态与野生株CH3相似。表明通过自杀质粒同源重组的方法获得了鸭疫里默氏杆菌CH3株TonB依赖受体TbdR2的基因缺失株CH3△tbdR2,为下一步研究TbdR2的功能奠定了基础。

细菌内依赖TonB的外膜铁转运体的研究进展

铁是细菌所必需的微量营养元素,但由于易被氧化溶解性低,生物体的利用率大大降低。细菌在进化过程中形成多种策略来吸收环境中低浓度的铁,不同类型铁的吸收通过外膜上依赖TonB的转运体(TonB-dependent transporters,TBDTs)完成,TBDTs结合不同形式的铁复合物,通过内膜上的TonB-ExbB-ExbD复合物提供能量完成转运,对其机制的研究一直是微生物基础生命活动研究中的热点问题。近年来新鉴定了一些TBDTs的结构,并对其功能和转运机制有了更深入的研究,对此进行了综述,不仅有助于进一步揭示细菌的铁转运机制,而且有助于寻找新的靶位点以开发新的治疗药物。

禽致病性大肠杆菌tonB基因缺失株的构建及其生物学特性研究

为了研究摄铁蛋白TonB对于禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)铁摄取能力及致病性的影响,试验采用同源重组技术构建了APEC tonB基因缺失及回复株,通过测定在正常和贫铁环境下的生长曲线、铁摄取能力等研究tonB对APEC生物学特性的影响,并通过鸡攻毒模型评价了其与APEC毒力之间的关联性。结果显示:APEC TZ18ΔtonB缺失株在正常环境中的生长速度与野生株相比没有差异,但其在贫铁环境中的生长速度显著下降(P<0.05);TZ18ΔtonB缺失株菌体内摄入的铁含量明显低于野生株;TZ18ΔtonB缺失株感染1日龄雏鸡的半数致死量(104.236)高于野生株(103.328),显示其毒力下降了8.1倍(P<0.05);此外,TZ18ΔtonB缺失株在21日龄SPF鸡体内心血、肝脏和肺脏中的载菌量显著低于野生株感染水平(P<0.01),而tonB基因回复株的感染水平接近野生株。结果表明:tonB参与APEC铁摄取进程并影响其毒力。

革兰氏阴性菌TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、作用机制、分布及进化

革兰氏阴性菌在生长繁殖过程中需要从外界摄取营养物质。一些小分子营养物质可以自由地通过革兰氏阴性菌的细胞膜,而一些大分子营养物质的转运需要特异性的TonB复合物依赖性的外膜受体进行转运。TonB复合物由TonB、ExbB、ExbD构成,是革兰氏阴性菌对外界营养物质主动转运过程的能量提供单位,在革兰氏阴性菌分布广泛。近年来,对TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、结构及作用机制取得了重大研究进展,然而此复合物在不同的细菌也存在功能及作用机制上的差异。基于此背景,本文综述了TonB复合物的功能和结构研究进展,并分析了TonB复合物在革兰氏阴性菌中的分布、进化,比较了不同革兰氏阴性菌此复合物的差异,有助于进一步发现和揭示TonB复合物的新功能与作用机制。

鲍曼不动杆菌TonB蛋白多表位的构建与筛选

目的:构建和筛选鲍曼不动杆菌TonB蛋白抗原的B细胞、T细胞表位。方法:运用生物信息学软件预测TonB蛋白的小鼠B细胞及T细胞表位并人工合成相应肽段;构建重组质粒p ET28a-tonB并原核表达、纯化获得TonB蛋白;分3次以TonB蛋白在皮下免疫BALB/c小鼠,5周后收集小鼠血清并分离小鼠脾脏细胞;间接ELISA法检测小鼠血清中B细胞表位抗体水平,双抗体夹心ELISA法检测经候选T细胞表位体外刺激后脾细胞分泌γ-干扰素(IFN-γ)量。结果:构建候选B细胞和T细胞表位各4条,分别为PB1、PB2、PB3、PB4和PT1、PT2、PT3、PT4;间接ELISA结果显示,PB3及PB4与TonB蛋白免疫组小鼠血清发生反应,其吸光度值与对照组相比显著升高(P<0.05);双抗体夹心ELISA结果显示,PT2、PT3及PT4刺激免疫组小鼠脾脏细胞产生的IFN-γ量与对照组相比显著升高(P<0.05)。结论:成功构建并筛选出鲍曼不动杆菌TonB蛋白的2个B细胞表位PB3及PB4,3个T细胞表位PT2、PT3及PT4。

部分革兰氏阴性菌TonB蛋白的结构特点及作用机制

在革兰氏阴性菌内,TonB系统对环境中的重要营养物质的摄取至关重要。TonB系统由锚定在内膜的ExbB-ExbD和周质蛋白TonB组成,它为TonB依赖性外膜受体(TBDTs)提供能量,使其转运营养物质。TonB系统普遍参与了铁、血红素、维生素B12、碳水化合物及多种过渡金属元素等多种重要物质的转运过程。TonB蛋白的功能与其特殊的结构密切相关,它的结构包括起固定作用的氨基端结构域、柔韧可变的脯氨酸富集的中间结构域和与TonB依赖性受体相互作用的羧基端结构域。虽然TonB蛋白结构特点较为清晰,但其精确作用机制尚未被完全揭示。本文综述了革兰氏阴性菌TonB依赖性的营养物质摄取、TonB蛋白的结构特点、作用机制模型及表达调控,以期为进一步研究TonB蛋白功能提供理论基础和参考。

水稻白叶枯病菌TonB-Dep-Rec蛋白家族成员Tdrxoo的功能鉴定

【目的】旨在揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)致病性和运动性及其基因表达的调控途径。【方法】本研究通过基因克隆、序列分析和缺失突变方法,对与应答调节子GacAxoo互作的Tdrxoo的分子特征和功能进行了鉴定。【结果】利用序列特异性引物进行基因扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了tdrxoo基因。Tdrxoo与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守,具有TonB-Dependent-Receptor(TDR)结构域,推测其是位于细菌外膜、可能接收来自细菌体外环境信号的蛋白。用基因标记交换法,构建了△tdrxoo基因缺失突变体。与PXO99A相比,Δtdrxoo在人工培养条件下的生长受到影响,致病性完全丧失,胞外纤维素酶和木聚糖酶活性和运动能力显著减弱,基因互补可以使之恢复;Δtdrxoo嗜铁素产生无明显改变。【结论】Tdrxoo作为一种细胞外膜蛋白,可能参与调控了病菌的生长、致病性、胞外酶活性和运动性等表型。

细菌内依赖TonB的外膜铁转运体的研究进展

铁是细菌所必需的微量营养元素,但由于易被氧化溶解性低,生物体的利用率大大降低。细菌在进化过程中形成多种策略来吸收环境中低浓度的铁,不同类型铁的吸收通过外膜上依赖TonB的转运体(TonB-dependent transporters,TBDTs)完成,TBDTs结合不同形式的铁复合物,通过内膜上的TonB-ExbB-ExbD复合物提供能量完成转运,对其机制的研究一直是微生物基础生命活动研究中的热点问题。近年来新鉴定了一些TBDTs的结构,并对其功能和转运机制有了更深入的研究。本文对此进行了综述,有助于进一步揭示细菌的铁转运机制,促进对微生物基础生命活动的研究。

革兰氏阴性菌TonB依赖性受体的功能与结构研究进展

为维持生长所需,革兰氏阴性菌需要从外界摄取多种营养物质。分子量小于600 Da的分子可以通过自由扩散的方式通过革兰氏阴性菌的外膜,而大分子物质则需要特殊的转运系统才能将其转运至革兰氏阴性菌的胞内。革兰氏阴性菌对大分子营养物质的识别和转运主要由TonB依赖性受体负责完成。所有革兰氏阴性菌中均有TonB依赖性受体的存在,然而不同种类的革兰氏阴性菌拥有TonB依赖性受体的数量不同且功能各异。最近研究表明,TonB依赖性受体不仅参与了铁、血红素、锰、锌、镍、维生素、碳水化合物等多种营养物质的摄取,而且参与了蛋白酶的分泌。为对TonB依赖性受体提供更为深入和系统的理解,详细介绍了目前已知的TonB依赖性受体的功能及结构,以期为更进一步探知TonB依赖性受体未知功能提供可参考依据。

荧光假单胞菌TonB依赖型外膜受体P698的研究

目的:鱼类病原菌荧光假单胞菌是一种革兰氏阴性菌,在水产上可以引起多种经济鱼类的疾病,作为一种鱼类病原菌目前对其致病机理还知之甚少。本研究从鱼类病原菌荧光假单胞菌TSS中克隆得到了一个Ton B依赖型的外膜受体(命名为P698),分析了其与细菌致病性的关系,研究了P698作为亚单位疫苗的免疫保护效应。方法:通过序列分析、荧光定量PCR、基因敲除、体外蛋白重组等方法研究P698的蛋白结构、表达情况以及其与细菌毒力的联系和免疫原性。结果:研究发现P698具有Ton B依赖型外膜受体家族的典型结构。与正常培养条件相比,在缺铁条件下培养的TSS中p698基因的表达没有明显变化。通过插入失活获得p698缺失的突变株TSSP,生长分析发现跟野生株相比,突变株TSSP的生长能力有明显降低。在以大菱鲆为模型的活体侵染实验中发现,与野生株相比,突变株的体内侵染复制能力都有明显降低。为检测P698的免疫保护性,我们对P698进行了体外重组表达,获得了重组蛋白。用重组P698蛋白作亚单位疫苗免疫大菱鲆,在免疫后一个月的鱼体检测到了特异抗体的存在,并且受免疫鱼对于致死剂量的TSS攻毒表现出了显著的保护效应。结论:我们的研究结果表明P698与细菌的侵染有一定相关性,并且作为亚单位疫具有一定的免疫保护效应。

多杀性巴氏杆菌的摄铁机制研究进展

多杀性巴氏杆菌可广泛感染多种动物,引起出血性败血症或传染性肺炎。铁是多杀性巴氏杆菌感染宿主过程中生长、定植和增殖必不可少的营养物质,竞争宿主铁离子是该病原体感染致病的关键环节。近年来,多杀性巴氏杆菌的摄铁系统及其发生与调控机制方面的研究取得了一系列重要进展。本文系统阐述了多杀性巴氏杆菌的转铁蛋白受体摄铁机制、血红素受体摄铁机制、铁载体摄铁机制及其摄铁系统的表达与调控机制,以期为多杀性巴氏杆菌摄铁系统的分子致病机理研究提供系统的理论知识,为多杀性巴氏杆菌分子靶标药物及亚单位疫苗的研发提供新思路。

鸭疫里默氏杆菌TbdR1表位抗原免疫原性研究

TbdR1(Ton B-dependent receptor 1)是鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer,RA)血清1、2和10型中的一个很好的交叉免疫原性抗原。通过生物信息学分析,分段表达TbdR1的表位抗原,并对其免疫原性进行初步探究。结果表明,分段后的表位抗原对雏鸭均具有一定的保护力,这为深入研究鸭疫里默氏杆菌亚单位疫苗奠定了基础。

利用DNA芯片技术高效合成Ostreococcus Tauri叶绿体基因组(英文)

目的:21世纪以来,随着合成生物学的高速发展及其所遇到的问题,开发下一代DNA合成技术已经成为了必然趋势。基因芯片技术和DNA大片段组装技术是建立下一代DNA合成平台的关键技术力量。方法:为了开发具有工业化标准的DNA芯片-基因组合成平台,我们首次利用电化学DNA芯片和DNA大片段组装技术合成了72kb的Ostreococcus tauri的全叶绿体基因组。结果:首先,我们使用电化学DNA芯片合成仪合成了564条150bp的Oligo Mix,并成功扩增分离了其中96%的Oligo序列,剩下的基因组序列是通过传统的固相亚磷酰胺三脂合成法合成。在此基础上,我们利用DNA重组技术将564条150bp Oligo片段分三步克隆到了一个pGSYN系统。通过高通量测序,我们证实叶绿体基因组被成功地人工合成。整个合成成本大约是目前传统基因合成成本的10%-20%。结论:研究证实基因芯片技术和DNA大片段组装技术的应用是能够明显的降低现阶段基因组合成工艺的成本。新技术的成熟推广和成本的有效控制也会进一步加速科学家对基因组功能的深入研究以及合成生物学的质的飞跃。