铜绿假单胞菌中CvsB的结构及其调节机制的研究

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1、分类号:Q93学校代码：10697密级:公开学号：201520847硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION铜绿假单胞菌中CysB的结构及其调节机制的研究学科名称：微生物学作者：宋雅琴指导老师：梁海华教授西北大学学位评定委员会二〇一八年StudiesonstructuralcharacterizationandregulatorymechanismofCysBinPseudomonasaeruginosaAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfill

2、mentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMicrobiologyBySongYaqinSupervisor:LiangHaihuaProfessorJune2018摘要铜绿假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa）是一种条件致病菌，能够引起人体的急性和慢性感染。它的一个显著特征是对多种抗生素有较强的耐药性。三型分泌系统（TypeIIIsecretionsystem,T3SS）在铜绿假单胞菌的急性感染中起着重要作用。然而，对T3SS的调控机制还没完全研究清楚。在本研

3、究中，我们构建了CTX-exoS-lux转座突变体文库，筛选到了多个影响exoS表达的突变基因并对其中的一个调节蛋白CysB的功能进行深入研究。CysB是一个半胱氨酸生物合成调控因子。相比于在野生型PAO1中，exoS的表达水平在cysB突变体中明显降低。同时，CysB影响着其它相关致病因子的表达，cysB突变后，菌体的运动能力明显减弱，胞外多糖和生物膜含量增多。小鼠急性肺炎感染模型结果表明，cysB突变后能够显著降低铜绿假单胞菌的致病能力。为了更深入地研究CysB的功能及作用机制，我们运用了RNA-seq高通量测序技术

4、来找到CysB调节的基因。RNA-seq结果显示，CysB调控了280个基因的表达。重要的是，T3SS相关基因的表达水平在cysB突变体中明显降低。实验进一步表明，CysB调节T3SS基因的表达量和细菌致病性是通过调控RetS来实现的。此外，我们还解析了CysB的晶体结构，包括两个CysB-NTD结构，一个CysB-RD结构。CysB-NTD结构域的整体折叠方式与其它LysR超家族蛋白相似，但是CysBRD结构域具有很大的灵活性，这对于目标DNA的弯曲和转录调控来说发挥着重要的作用。此外，结构模拟结果揭示了CysB与DN

5、A的结合模型，这为理解CysB和目标DNA的相互作用提供了一个线索。总之，我们首次发现了半胱氨酸合成调节蛋白CysB与铜绿假单胞的T3SS和致病性密切相关，有利于我们更好地理解T3SS这一复杂的调控网络。同时，CysB的晶体结构为研究其同系物在其他细菌中的功能提供了新的思路和方法。关键词：铜绿假单胞菌，CysB蛋白，三型分泌系统，致病性，调节机制IIIABSTRACTPseudomonasaeruginosaisanopportunisticgram-negativebacteriumthatcausesacute-ch

6、ronicinfectionsinhumans.AnobviousfeatureofP.aeruginosaisdisplayingresistancetovariousantibiotics.ThetypeIIIsecretionsystem(T3SS)playsanimportantroleinP.aeruginosaacuteinfection.Inthisstudy,weconstructedatransposonmutagenesislibraryandidentifiedasetofmutantswithal

7、teredexoSexpression.Amongthem,wefocusedonstudyingtheroleofCysBanditsregulatorymechanism.CysBisrequiredforcysteinebiosynthesis.OurdatashowedthattheexpressionofexoSisstronglyreducedinthecysBdeletionmutantcomparedtothatinwild-typePAO1strain.Ontheotherhand,CysBaffect

8、stheactivityofothervirulencefactors.MutationofcysBreducedbacterialmotility,increasedexopolysaccharidesproductionandbiofilmformation.Inthepneumoniamodelexperime