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芽孢杆菌aiiA基因抗病研究进展

材料写作网    时间: 2020-08-01 04:23:28     阅读:次     手机站

摘 要:aiiA基因编码的AiiA蛋白是一类由芽孢杆菌产生的酰基高丝氨酸内酯酶,能够专一性地水解革兰氏阴性菌分泌的AHLs信号分子,从而破坏依赖群体感应系统的致病机制,减轻病原菌的致病性。综述了aiiA基因与AiiA蛋白的研究现状、aiiA基因在抗病方面的研究进展及AiiA蛋白在工业发展的应用现状等,以期为aiiA基因在更多领域的应用提供理论基础。

关键词:芽孢杆菌;群体感应;aiiA基因;N-酰基高丝氨酸內酯(AHLs)

1994年,Fuqua等[1]将细菌之间的一种细胞密度依赖的基因表达调控机制命名为群体感应(Quorum sensing,QS),其在能够生物发光(冷光)的海洋细菌””费氏弧菌(Vibrio fischeri)中被发现。研究证明,群体感应系统存在于许多细菌之中,参与自身的许多生理过程,并且与其致病性相关。该系统是一种被细菌所利用的的信号系统,通过对细胞密度的改变来调控许多动植物病原菌致病基因的表達。具体来说,细菌自身能够分泌一种小的化学信号分子,被称为自诱导物(Autoinducer,AI),具有可扩散性,可自由通过细胞壁和细胞膜。其随着细菌数量的增加而增加,当达到一个临界浓度时,细菌群体就会表现为一个多细胞生命体,通过响应信号分子来调控它们的群体行为,对高的细胞密度做出反应,从而表现出单个细菌无法从事的某些生物行为和生理功能,获得对自身有利的优势[2]。此外,研究者发现,细菌的群体感应与动植物病原菌毒性因子的产生、生物膜的形成、抗生素的产生以及生物发光有关,被越来越多的细菌用于强化它们与其他细菌、真菌、植物和动物的生存竞争[3~5]。考虑到许多细菌都为动植物病原菌,且利用群体感应来调节自身生理过程增强其竞争力,因此,靶向干扰这种种内间细菌交流的模式对医学、环境、农业都有着重要的意义,它已成为微生物研究的一大热点。

研究发现,N-酰高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactones,AHLs)是一类广泛存在于革兰氏阴性细菌群体感应系统中的信号分子,AHLs介导的革兰氏阴性菌群体感应系统是目前备受关注并且研究最有成效的[6]。研究表明,细胞合成AHLs信号分子和AHLs合成酶的活性相关,这种酶通常由LuxI的同源基因编码,当所累积的AHLs分子浓度达到一定阈值时,就会与费氏弧菌(Vibriofischeri)LuxR蛋白同源转录调控子相互作用[3],这些调控子便可调控微生物的许多生理行为,如可诱导调控胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora)、费氏弧菌(Vibriofischeri)和铜绿假单胞(Ps...



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