金黃色葡萄球菌GdpS蛋白與致病性相關(guān)的調(diào)控功能研究.pdf

1、金黃色葡萄球菌是一種非常重要的人體致病菌，可以引發(fā)一系列疾病，從普通的皮膚類(lèi)感染疾病，如丘疹、膿皰病、疔瘡、燙傷樣皮膚綜合癥，到可以致死的系統(tǒng)性感染疾病如肺炎、腦膜炎、骨髓炎、中毒性休克綜合癥以及敗血癥等。金黃色葡萄球菌之所以能成為重要致病菌并引發(fā)如此眾多的疾病感染，主要原因在于可以表達(dá)和分泌大量的毒性因子。這些毒性因子主要包括分泌型蛋白：絲氨酸/半胱氨酸蛋白酶、核酸酶、溶血素、腸毒素、脂肪酶、凝固酵素，和細(xì)胞表面蛋白：蛋白質(zhì)A(pro

2、teinA)，纖維蛋白原/膠原質(zhì)-連接蛋白等。 近年來(lái)，3’，5’-環(huán)二鳥(niǎo)苷酸(c-di-GMP)信號(hào)分子調(diào)控系統(tǒng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。c-di-GMP最早作為木葡糖醋酸桿菌纖維素合成酶的別構(gòu)激活子被發(fā)現(xiàn)，目前已被認(rèn)定為廣泛存在于細(xì)菌當(dāng)中的第二信使信號(hào)分子，參與多種復(fù)雜的生理活動(dòng)的調(diào)控。c-di-GMP是由一系列含有GGDEF結(jié)構(gòu)域的蛋白合成并由含有EAL或者HD-GYP結(jié)構(gòu)域的蛋白降解。盡管在很多細(xì)菌當(dāng)中c-di-GMP做為第二

3、信使行使功能已經(jīng)被深入的研究，但是在一些低GC含量的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌當(dāng)中，c-di-GMP究竟扮演什么樣的角色需要更多的研究來(lái)揭示。 全基因組測(cè)序信息顯示金黃色葡萄球菌的基因組只編碼了一個(gè)GGDEF結(jié)構(gòu)域蛋白(GdpS)，而沒(méi)有EAL或者HD-GYP結(jié)構(gòu)域的蛋白。本研究采用生物基因芯片、實(shí)時(shí)熒光定量PCR等技術(shù)比較野生型金黃色葡萄球標(biāo)準(zhǔn)菌株NCTC8325與其gdpS基因敲除株的基因表達(dá)差異。結(jié)果顯示金黃色葡萄球菌中唯一的GGDE

4、F結(jié)構(gòu)域蛋白(GdpS)影響了一些毒性基因的表達(dá)。在gdpS基因敲除株中，一系列毒性因子的轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生了變化，例如絲氨酸/半胱氨酸蛋白酶、纖維蛋白原連接蛋白，尤其是蛋白A(proteinA，Spa)。蛋白A是金黃色葡萄球菌中的一種重要的胞壁蛋白，可以和多種哺乳動(dòng)物的免疫球蛋白IgG的Fc端結(jié)合并被認(rèn)為是金黃色葡萄球菌免疫逃避機(jī)制的重要組成元件，蛋白A的致病性已通過(guò)多種動(dòng)物模型得到證實(shí)?；诘鞍譇的重要性，本研究對(duì)GdpS影響其表達(dá)的機(jī)制

5、進(jìn)行了更深入的探求。在gdpS敲除株中，編碼蛋白A的基因spa的轉(zhuǎn)錄水平降低了約8倍。有趣的是，spa的一個(gè)正調(diào)控因子sarS的轉(zhuǎn)錄水平在gdpS敲除株中也有所下降，表明gdpS影響spa的表達(dá)可能通過(guò)sarS。為了證明這一點(diǎn)，我們?cè)趃dpS敲除株中轉(zhuǎn)入含有編碼全長(zhǎng)gdpS的序列的互補(bǔ)質(zhì)粒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)spa和sarS的轉(zhuǎn)錄水平被都回補(bǔ)到了野生型的水平。而另一方面，同樣作為spa表達(dá)的調(diào)節(jié)因子的agr、sarA、sarT和rot的轉(zhuǎn)錄水平在