细菌的消毒防腐剂耐药基因研究进展论文

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1、细菌的消毒防腐剂耐药基因研究进展论文【摘要】消毒防腐剂的耐药性已经越来越受到人们的重视，消毒防腐剂与抗生素之间存在的交叉耐药性值得关注。现发现细菌对季胺类和双胍类等消毒防腐剂的耐药性与基因有关。本文对季胺类和重金属等消毒防腐剂耐药基因作一综述。【关键词】细菌；消毒防腐剂；耐药性；基因ABSTRACTAntisepticresistancehasarisenmoreandmoreattention,andthecrossresistancebetmoniumpounds(QACs)andchlorinereleasingagents(CRAs)hasrelationshiperA.KEYr

2、55017外排蛋白(QacA)。该蛋白含有14个α螺旋的跨膜片段(transmembranesegments，TMS)，属于主要易化子超家族(themajorfacilitatorsuperfamily，MFS)，依赖质子泵动力把菌体吸收的药物排到体外，介导对30多种结构不同的有机化合物包括单价阳离子化合物(如季胺类化合物和染料)和二价阳离子化合物(如联脒和丙脒腙)耐药［6］。经流式细胞仪检测，发现单价和二价阳离子化合物作用在QacA蛋白不同靶位上［7］。另有研究表明，其中第10个α螺旋的跨膜片段是QacA蛋白袋状结构域的酶作用底物完整的结合位点，其中323天冬氨酸残基和319甲硫

3、氨酸残基是二价阳离子化合物的直接结合位点。313甘氨酸残基被认为在底物转运过程中起了非常重要的作用。通过诱变试验表明，多重耐药QacA蛋白的袋状结构域作用位点极易发生适应和突变［8］。现在公认，作为qacA的上游基因qacR所编码的蛋白可抑制qacA转录。该蛋白属于TetR/CamR转录调控家族，是有188个氨基酸，分子量为22.8ku的二聚体。TetR/CamR家族成员具有相似的三螺旋N端DNA结合结构域和反向的C端结构域，这些结构特点能结合特异蛋白形成复合物，而且大多数TetR/CamR家族成员结合由0～15bp的DNA序列编码二聚体调控子。QacR能在qacA启动子区结合一段较长的

4、序列(IR1，包括28bp)，其覆盖的范围包括qacA的转录起始位点［9］。QacR与IR1以两个二聚体形式结合，并且QacR可能作为抑制因子与IR1结合形成DNA蛋白复合物，阻止RNA聚合酶启动子复合物往前移动生成RNA，而不是阻断RNA聚合酶与启动子的结合［9～11］。QacR蛋白由很多结构不相似的单价和二价亲脂性阳离子化合物诱导产生，这些化合物同时也是QacA外排泵酶的作用底物，如果这些化合物的其中之一结合到QacR蛋白任何一个二聚体上，将导致QacR蛋白由线状到螺旋状转变，最终导致蛋白内部的92和93酪氨酸残基排到蛋白外面，形成药物结合袋状结构域。这些重要的构像变化将导致螺

5、旋α5的一次延伸，并促使螺旋α6在DNA结合区域易位。螺旋α6与螺旋α1的DNA结合区域有很多复杂的相互作用关系，它的活动可导致DNA结构域结合的药物亚基发生平移和旋转，分别为9.1和36.7°；游离的药物结合亚基仅发生很小的平移和旋转，分别为3.9和18.3°。这些构像变化的结果是使得DNA识别的螺旋中心距离变大了9，最终导致该结构不再结合到IR1的位点上去，使得qacA基因开始转录［12］。qacB早在20世纪50年代，国外学者就已经从澳大利亚的一家医院临床分离的金葡菌中提到携带qacB基因的质粒pSK156，这是最早分离到的已知编码外排泵蛋白的质粒［8］。此后，80年代时又在金

6、属离子高度耐药的质粒pSK23中也发现存在qacB［13］。基因测序和诱变试验研究表明，与qacA基因相比，两者之间仅仅是7个碱基和第十个跨膜片段323位的氨基酸不同，qacA为天冬氨酸，qacB为丙氨酸，因此不能用PCR和Southernblot的检测方法对它们进行鉴别。这种差异被认为是由于临床上长期应用二价化疗药物而诱导形成的。现在发现，与QacA不同的是，QacB仅对单价阳离子化合物耐药，对少数的二价阳离子化合物呈低度耐药［8］。1.2qacCqacC基因又名qacD、ebr或smr，可从金葡菌小质粒和大质粒如2.4kb的pSK89、pSK108和47.8kb的pSK41中分离得到［

7、13］；在凝固酶阴性葡萄球菌的结合型质粒PNVH99中也发现它的存在［14］。后来从食品中分离得到的葡萄球菌经核酸测序证明，qacC与smr仅有一个核苷酸的不同。qacC基因编码的蛋白含有107个氨基酸，属于原核多重耐药家族，这个家族中还包括大肠埃希菌编码蛋白Ebr和革兰阴性杆菌的整合子编码蛋白QacE。该家族的蛋白均有四个跨膜片段，它们依靠质子泵的动力对季胺类化合物和溴化己啶等消毒剂耐药［15］。Paulsen等进一步