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1、《上海畜牧兽医通讯》2014年第6期·25·细菌群体感应调控系统及其信号干扰研究进展张青梅1222孙福华黄健城范卫(1上海市浦东新区农业服务中心北蔡站上海浦东2012992上海市浦东新区动物疫病预防控制中心上海浦东201299)DOI:10.14170/j.cnki.cn31-1278/s.2014.06.009长期以来,人们一直认为只有在多细胞生物体导剂,也有称之为信息素。信号分子大致可以分为中才存在细胞与细胞之间的信息交流,单细胞的细3种类型:革兰氏阴性细菌-酰基高丝氨酸内酯类菌仅仅只是执行着单纯的个体行为。20世纪60年物质(acylatedhomoserinelacton
2、es,AHLs);革兰代,有人在对一种海洋鱼类的共生菌—费氏弧菌的氏阳性细菌-寡肽类物质(oligopepridesAIPs);在发光现象的研究中发现,细菌的这种生物发光现象革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌中均存在的-与该细菌的密度变化有关。当细菌达到一定的浓呋喃酰硼酸二酯(Furanosylboratediester,即AI-〔4〕度的时候,细菌会发光,有利于该鱼类的捕食、觅偶2)。在个别细菌中还存在着其他的信号分子。和躲避天敌,同时,此鱼类也可以为细菌提供一个2革兰氏阴性细菌群体感应系统作用机理〔1〕营养丰富的生活环境。这是人们首次发现在细菌革兰氏阴性细菌的信号分子大多数是AH
3、L分之间也存在着信息的交流。后来近20年里,有一些子,典型特征是含有高丝氨酸内酯环和1个酰胺链,关于细菌群体行为的零星报道,但是由于研究技术高丝氨酸内酯环是这类化合物共有的特性,酰胺链的限制,人们认为细菌的群体感应调节仅仅只是某中的碳原子数(从4~18个,多为偶数,奇数中只有种细菌的特异行为。到90年代,自Bassler等对哈7)和第3位上取代基(氢、羟基、羰基)决定了该类信〔2〕氏弧菌的研究后才真正的启动了细菌群体感应调号分子对细菌的不同调控功能,AHL分子能自由控系统的研究。在以后的研究中发现,不管是在革〔5〕穿越细胞壁和细胞膜。兰氏阴性还是在革兰氏阳性细菌中,都存在着细菌在
4、G-细菌QS系统中,除了AHL信号分子之间信息的交流,甚至还存在细菌种间的信息交外,还有其它类群体感应信号分子,例如青枯菌流。进入21世纪,细菌群体感应系统已经成为微生(Ralstoniasolanacearum)产生的3-羟基棕榈酸甲物界的热点问题,在医学、工业和农业等领域已得酯,通过调控其表现性转换系统Phc调节子的表达到广泛的运用,并已初步涉足畜牧兽医领域。以适应青枯菌的密度效应及增殖。另外还有2-庚1细菌群体感应系统及信号分子基-3-羟基-4-喹啉、二酮吡嗪DKP(Diketopipera-〔3〕细菌群体感应系统的概念是由Fuqua等zine)以及γ-丁酸内酯等在不同菌体
5、中都能起到与〔6〕1994年首先提出的。又称细菌QS系统,即Bacte-AHL相类似的作用,这说明在细菌QS系统中信rialQuorum-SensingSystem,细菌根据特定信号分号分子具有复杂性和多样性。子自体诱导剂的浓度变化可以监测周围环境中自对于细菌群体效应研究始于对革兰氏阴性细身或其它细菌的数量变化,当信号分子达到一定的菌费氏弧菌的发光现象的研究,也是研究得最清楚浓度阈值时,能启动菌体中相关基因的表达来适应的。以费氏弧菌的LuxI-LuxR系统为革兰氏阴性环境中的变化,这一调控系统被称为细菌的群体感细菌群体效应研究的经典模型。Luxl蛋白负责信应调节系统,这一效应又称
6、为自体诱导现象。号分子AHLs的合成,在Luxl蛋白酶的催化下,以细菌群体感应系统介导着多种生物效应,如费S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)和氏弧菌和哈氏弧菌生物发光,金黄葡萄球菌毒素的酯酰基载体蛋白(acyl-aeylcarrierprotein,ACP)为产生,胡萝卜软腐欧文氏菌抗菌素卡巴酚及胞外酶底物合成AHL。AHL合成后便通过细胞膜到环的产生,铜绿假单胞菌毒素A及弹性蛋白酶产生,境中,由于AHL可以自由通过细胞膜,所以膜内外根瘤土壤杆菌Ti质粒转移因子的产生,目前备受关的信号分子的浓度是一致的。随着细菌数量的增注的生物膜的形成等,均受细
7、菌群体感应系统的加,AHL呈正相关增加,当达到一定的阈值时,便调控。可被细菌膜内的LuxR识别。LuxR蛋白是AHL介导细菌群体效应的信号分子被称为自体诱信号的胞内特异性受体,其N端为AHLs结合位·26·《上海畜牧兽医通讯》2014年第6期点,随即引起LuxR蛋白结构的改变,暴露出C端的细菌利用信号分子作为竞争武器,不管细菌使保守的螺旋-转角-螺旋结构与目标基因的启动用的是何种信号分子,种内的群体感应都会协调地子相结合,从而启动细菌荧光素酶基因的表达,使进行。这个过程使细菌获得
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