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低温下阻遏蛋白MogR对单增李斯特菌鞭毛形成的影响

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微生物学报 2024年第5期64卷 1506-1520页

作者：汪国俊邓霞栗绍文刘梅华中农业大学动物医学院湖北武汉430070

【目的】单核细胞增生李斯特菌(简称单增李斯特菌)(Listeria monocytogenes,Lm)是食源性病原菌,可以引发李斯特菌病(listeriosis)。Lm能在低温下生长,对冷藏食品的安全构成严重威胁,并对人类健康造成潜在的危害。Lm能低温生长与抑制鞭... 详细信息

【目的】单核细胞增生李斯特菌(简称单增李斯特菌)(Listeria monocytogenes,Lm)是食源性病原菌,可以引发李斯特菌病(listeriosis)。Lm能在低温下生长,对冷藏食品的安全构成严重威胁,并对人类健康造成潜在的危害。Lm能低温生长与抑制鞭毛基因表达以减少鞭毛的合成有关。MogR是Lm鞭毛基因转录的阻遏蛋白,在机体里或37℃环境下具有阻遏作用,Lm不产生鞭毛;然而,当Lm处于20-30℃时MogR无阻遏作用,Lm产生鞭毛。我们研究发现在4℃生长条件下Lm鞭毛合成减少,但具体的分子机制尚未明确。本文探究在4℃下Lm鞭毛合成少与MogR起阻遏作用的关系。【方法】以Lm ATCC 19115为亲本株,分别构建了MogR和鞭毛丝蛋白FlaA的缺失株ΔmogR和ΔflaA(作为无鞭毛对照株)及其回补株cΔmogR和cΔflaA,测定了菌株在4、28、37℃时的运动性、鞭毛产生情况和鞭毛基因表达量,并对所构建的菌株进行了4、28、37℃时生长曲线的测定。【结果】在4℃时,mogR缺失后,菌株运动性显著强于亲本株(P鞭毛合成量显著多于亲本株(P鞭毛基因转录水平显著高于亲本株(P鞭毛合成量和鞭毛基因转录水平与亲本株相比,无显著性差异。【结论】在4℃时,Lm鞭毛产量少与MogR对鞭毛基因起转录抑制作用有关,低温条件下Lm能生长繁殖与MogR对鞭毛基因表达的抑制作用有关。本研究结果为揭示Lm低温生长机制提供了新的信息。

关键词：单增李斯特菌 MogR 鞭毛低温生长

磁场反转下趋磁细菌运动学特性分析及与鞭毛的关系

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电工技术学报 2021年第4期36卷 717-723页

作者：陈海涛陈林杰石宏开杜军渭宋涛中国科学院电工研究所生物电磁学北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中-法趋磁多细胞生物进化与发育联合实验室北京100190

趋磁细菌是能沿磁场方向运动的特殊细菌,其趋磁机制尚存争议。该文通过建立趋磁细菌的运动学方程,仿真分析了反转磁场作用下趋磁细菌AMB-1的运动学特性。结合AMB-1动力学建模分析和实验结果表明,野生型菌株的运动特性与带有鞭毛的长椭... 详细信息

趋磁细菌是能沿磁场方向运动的特殊细菌,其趋磁机制尚存争议。该文通过建立趋磁细菌的运动学方程,仿真分析了反转磁场作用下趋磁细菌AMB-1的运动学特性。结合AMB-1动力学建模分析和实验结果表明,野生型菌株的运动特性与带有鞭毛的长椭球体基本吻合,而敲除类甲基受体趋化蛋白Amb0994后菌株对磁场反转的响应要比野生型菌株快,类似于没有鞭毛的长椭球体,这种行为差异可能是菌株鞭毛功能改变的结果;推测Amb0994可以通过控制鞭毛参与细菌对磁力矩变化的响应。这项研究有助于更深入地了解趋磁细菌的趋磁机制,并为探讨细菌鞭毛功能提供理论分析方法。

关键词：磁场趋磁细菌动力学模型鞭毛

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芽孢杆菌鞭毛及其运动相关特性的研究进展

微生物学通报 2022年第5期49卷 1832-1845页

作者：范萌黄升泉李昱龙赵银娟樊奔南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037

鞭毛是着生在很多细菌体表的细长弯曲丝状物,作为细菌的运动“器官”,鞭毛是微生物学中研究最深入的生理系统之一。细菌可以通过鞭毛运动更好地适应栖息环境,并在环境条件不利时及时逃离。此外,鞭毛运动对于有害细菌或者有益细菌在宿主... 详细信息

鞭毛是着生在很多细菌体表的细长弯曲丝状物,作为细菌的运动“器官”,鞭毛是微生物学中研究最深入的生理系统之一。细菌可以通过鞭毛运动更好地适应栖息环境,并在环境条件不利时及时逃离。此外,鞭毛运动对于有害细菌或者有益细菌在宿主表面的定殖、生物膜形成及其与宿主其他互作过程中都发挥着重要作用。芽孢杆菌(Bacillus sp.)是一类在自然界中广泛分布的细菌,其许多菌株在工农业生产及医药等领域都有重要的应用价值,本文对芽孢杆菌鞭毛及其运动相关特性的研究进展进行了综述:芽孢杆菌鞭毛的结构组成、组装过程及合成基因的表达调控;芽孢杆菌运动性与相关生物学特性,包括生物膜形成和分散、芽孢的形成、感受态形成、γ-聚谷氨酸和抗生素生产等方面之间的相互关系及其底层分子机制。本综述旨在为本领域的相关研究提供可参考的综合知识和理论指导依据。

关键词：芽孢杆菌运动性鞭毛生物膜芽孢 γ-聚谷氨酸抗生素

单增李斯特菌二硫键形成蛋白DsbG介导酸耐受及鞭毛运动性调控

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微生物学报 2023年第2期63卷 700-716页

作者：刘雨晴夏菁王喆费定润罗亚如陈绵绵江玲丽宋厚辉程昌勇浙江农林大学动物科技学院动物医学院、浙江省畜禽绿色生态健康养殖应用技术研究重点实验室、动物健康互联网检测技术浙江省工程研究中心、浙江省动物医学与健康管理国际科技合作基地、中澳动物健康大数据分析联合实验室浙江杭州311300 宁波卫生职业技术学院浙江宁波315100

【目的】本研究旨在通过构建单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)二硫键形成蛋白编码基因dsbG缺失株和回补株,探究该蛋白在酸耐受和鞭毛介导的运动性中发挥的生物学功能。【方法】利用同源重组方法构建单增李斯特菌dsbG缺失株和回补株... 详细信息

【目的】本研究旨在通过构建单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)二硫键形成蛋白编码基因dsbG缺失株和回补株,探究该蛋白在酸耐受和鞭毛介导的运动性中发挥的生物学功能。【方法】利用同源重组方法构建单增李斯特菌dsbG缺失株和回补株,比较野生株和突变株在不同pH梯度培养基条件下的生长速率和存活率;通过实时荧光定量PCR方法,比较致死酸应激条件下野生株和缺失株酸耐受基因转录水平。通过半固体培养基、荧光定量PCR方法和鞭毛负染色透射电镜观察,比较野生株和突变株的运动能力、鞭毛相关基因转录水平变化和鞭毛形态差异。【结果】与野生株相比,dsbG缺失株的生长能力和速率差异不显著;在pH 3.5(盐酸和柠檬酸)培养条件下,存活率显著降低;精氨酸合成途径基因argD和argF转录水平分别下调2.4和3.7倍。同时,dsbG缺失株的运动能力减弱,且鞭毛形成相关的flaA、flgB和flgD等基因转录水平显著下调(分别为29.7、6.7和6.9倍),鞭毛形成能力减弱。【结论】本研究首次证实了单增李斯特菌二硫键形成蛋白DsbG能感应低pH应激,并形成耐受;证实了DsbG通过调控鞭毛相关基因的转录进而影响细菌的鞭毛形成和运动性。本研究有助于深入了解二硫键形成蛋白家族介导单增李斯特菌环境适应的分子机制,为食源性致病菌的防控提供理论基础。

关键词：单增李斯特菌二硫键形成蛋白酸耐受运动性鞭毛

精子鞭毛形态多发畸形患者行卵细胞质内单精子注射治疗的结局分析

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中华医学杂志 2018年第36期98卷 2914-2919页

作者：陈杰袁贺佳崔元庆闫伟连花瑜刘晓妍张伟刘雪梅郝翠芳王雄青岛大学附属烟台毓璜顶医院生殖医学科 264000

目的分析精子鞭毛形态多发畸形（MMAF）相关的重度弱精子症患者行卵细胞质内单精子注射（ICSI）助孕治疗的临床结局。方法回顾性分析烟台毓璜顶医院生殖医学科自2011年1月至2016年12月收治的15例MMAF患者的临床数据，行低渗法选择“活... 详细信息

目的分析精子鞭毛形态多发畸形（MMAF）相关的重度弱精子症患者行卵细胞质内单精子注射（ICSI）助孕治疗的临床结局。方法回顾性分析烟台毓璜顶医院生殖医学科自2011年1月至2016年12月收治的15例MMAF患者的临床数据，行低渗法选择“活”精子行ICSI治疗，匹配同一治疗时间30例因梗阻性无精子症（OA）行ICSI的患者。比较两组患者夫妇双方年龄、体质指数（BMI）、不育年限、获卵数、ICSI卵子数、受精率、卵裂率、可移植胚胎率、优质胚胎率、胚胎种植率、临床妊娠率、早期流产率、单胎率及双胎率差异。结果15例MMAF患者经过27个ICSI周期，均实现临床妊娠，其中活产11例，自然流产2例，持续妊娠2例。MMAF组与OA对照组在男、女方年龄、BMI、获卵数、ICSI卵子数等基本情况差异无统计学意义（P〉0．05），但在不育年限上的差异有统计学意义（P〈0．001）；MMAF组与OA对照组的ICSI受精率（92．0％比91．6％）、卵裂率（95．4％比96．5％）、优质胚胎率（56．5％比57．5％）、优质囊胚率（23／61比35／94）、胚胎种植率（20／48比35／75）、早期流产率（4／19比8／36）、临床妊娠率（15／27比28／50）、单胎率（10／13比20／25）和双胎率（3／13比5／25）差异均无统计学意义（均P〉0．05）。结论MMAF可能不影响ICSI治疗结局，但遗传缺陷也可以通过ICSI传递，是否选择胚胎植入前遗传学诊断（PGD）应在充分遗传咨询的情况下遵从患者夫妇意愿。

关键词：鞭毛男性不育弱精子症临床结局

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精子鞭毛多发形态异常的相关基因研究进展

中华生殖与避孕杂志 2021年第9期41卷 843-849页

作者：刘旭东李彦锋陆军军医大学大坪医院泌尿外科重庆400042

精子具有高度特异性的结构特征,这是其所具有的独特受精功能所必需的。其中,精子鞭毛是精子产生运动所必需的一种特定细胞器。鞭毛的完整性对正常精子功能的维持至关重要,鞭毛缺陷常导致精子的运动能力减弱或缺失,从而引起男性不育。鞭... 详细信息

精子具有高度特异性的结构特征,这是其所具有的独特受精功能所必需的。其中,精子鞭毛是精子产生运动所必需的一种特定细胞器。鞭毛的完整性对正常精子功能的维持至关重要,鞭毛缺陷常导致精子的运动能力减弱或缺失,从而引起男性不育。鞭毛多发形态异常(multiple morphological abnormalities of the sperm flagellum,MMAF)是导致男性不育的最严重的精子鞭毛缺陷之一,其特征是精子鞭毛存在变短、卷曲、缺失和不规则的现象。人类精子鞭毛中存在1000种以上的蛋白,因而形成MMAF的病因具有明显遗传异质性。近年来,对MMAF表型的基因组学研究已经鉴定出20余种导致MMAF和不育的突变基因。本文总结了导致MMAF的相关基因编码的蛋白信息、定位特征及其潜在的功能。

关键词：精子鞭毛不育基因突变形态异常

鼠伤寒沙门氏菌鞭毛组成蛋白FlgL-FliD复合体的结构表征及机制研究

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鼠伤寒沙门氏菌鞭毛组成蛋白FlgL-FliD复合体的结构表征及机制研究

作者：张梦婷湖北大学

学位级别：硕士

细菌运动主要依赖于鞭毛的旋转推动,通过调节鞭毛的数量及摆动的速度让细菌在液体环境中快速游动,也可通过鞭毛粘附在宿主细胞上,使其致病能力增强。细菌鞭毛的形态、长度、组成和运动方式,都会影响细菌的运动能力。这些不同类型的鞭毛... 详细信息

细菌运动主要依赖于鞭毛的旋转推动,通过调节鞭毛的数量及摆动的速度让细菌在液体环境中快速游动,也可通过鞭毛粘附在宿主细胞上,使其致病能力增强。细菌鞭毛的形态、长度、组成和运动方式,都会影响细菌的运动能力。这些不同类型的鞭毛在细菌的生长、代谢、趋化、感染、生存和适应环境等方面都具有重要作用。因此,探究鞭毛的结构和功能,对于深刻理解细菌的生物学特性、致病机制,以及对其防治至关重要。鞭毛在不同种属间鞭毛的结构高度保守。沙门氏菌鞭毛是通过鞭毛型三型分泌系统调控并分泌不同时期所需底物组装而成。钩-丝连接蛋白FlgL(Flagellar hook-associated protein 3,HAP3,FlgL)与鞭毛帽蛋白FliD(Flagellar hook-associated protein 2,HAP2,FliD)是沙门氏菌鞭毛的组成蛋白,鞭毛的组装过程中发挥着重要作用。FliD蛋白通过与FlgL蛋白的相互作用来确保鞭毛的正确组装,并增强了鞭毛结构的稳定性。尽管已经解析了许多菌株的FliD和FlgL蛋白的结构,但是FlgL-FliD复合物的结构至今未得到表征,其相互作用的方式未知,鞭毛伸长的机制仍不明确。本课题以鼠伤寒沙门氏菌鞭毛组成蛋白FlgL与FliD为研究对象,通过构建表达质粒、优化蛋白表达条件成功在大肠杆菌表达目的蛋白。通过镍柱亲和层析,凝胶过滤层析等纯化方法获得了纯度较高的HT-FlgL和FliD蛋白样品。通过分子筛共洗脱和Pull-Down实验验证了HT-FlgL与FliD具有较强的相互作用,并通过分子筛共洗脱和交联等方式成功构建了HT-FlgL与FliD的复合体,并利用冷冻电镜技术解析获得分辨率为4.05(?)的复合体结构。在结构的基础上,确定了HT-FlgL与FliD蛋白之间的相互作用界面,在其可能的相互作用位点进行突变,并通过基因敲除和运动性实验,筛选出7组影响沙门氏菌运动性的突变组合,并猜测其中266位天冬氨酸可能对鞭毛组装有较大影响,对该位点进行了不同的突变,发现266位氨基酸突变后,会影响HT-FlgL与FliD蛋白之间的相互作用。本课题解析了HT-FlgL与FliD复合体的结构,确定了FlgL与FliD的相互作用界面,验证了FlgL与FliD相互作用的改变会影响细菌的运动性。本课题的研究为了解鞭毛的伸长机制提供了理论和结构基础,也为后续阐明FliD介导的鞭毛丝的伸长机制提供了思路。

关键词：鼠伤寒沙门氏菌 III型分泌系统鞭毛 FlgL FliD 细菌运动性

探究沙门氏菌鞭毛系统主转录因子FlhD-FlhC复合体与转录调控元件的相互作用

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探究沙门氏菌鞭毛系统主转录因子FlhD-FlhC复合体与转录调控元件...

作者：覃枭湖北大学

学位级别：硕士

细菌通过鞭毛运动到有利其生存的环境中,并与其他微生物展开竞争。除了具有运动性以外,鞭毛这种复杂的细胞器还在粘附基质、生物膜形成和入侵宿主细胞中发挥重要作用,因此鞭毛的合成途径是设计新型抗菌药物的重要靶点之一。鞭毛是一种... 详细信息

细菌通过鞭毛运动到有利其生存的环境中,并与其他微生物展开竞争。除了具有运动性以外,鞭毛这种复杂的细胞器还在粘附基质、生物膜形成和入侵宿主细胞中发挥重要作用,因此鞭毛的合成途径是设计新型抗菌药物的重要靶点之一。鞭毛是一种复杂的细胞器,由一系列蛋白质组成的纳米分子机器。按照转录顺序,表达鞭毛蛋白的相关基因被分为三级,flhDC操纵子位于第一级并且其基因的表达产物FlhDC复合物是启动下游鞭毛基因表达所必需的转录激活因子。因此flhDC操纵子成为细菌调控鞭毛合成和组装最关键的位点,对flhDC操纵子的调控涉及到DNA水平、RNA水平及蛋白质水平三种水平。本论文的研究对象YdiV、FliT、DnaK、YhjK是文献报道的在蛋白质水平上调控FlhD-FlhC复合物功能的蛋白质。本文研究了沙门氏菌中鞭毛合成和组装过程中的关键转录激活因子FlhD-FlhC复合物,并探究了YdiV、FliT、DnaK、YhjK等蛋白质对其功能的调控机制。通过多角度光散射测定和热变性实验,确定了FlhD-FlhC复合物的组成比例和热稳定性。通过体外实验验证了YdiV、FliT、DnaK等蛋白与FlhD-FlhC复合物之间的相互作用,并构建出了三元YdiV-FlhD-FlhC、DnaK-FlhD-FlhC和四元复合物YdiV-FlhD-FlhC-FliT。通过负染色技术初步表征了复合物的结构,为后续利用结构生物学手段解析复合物结构,阐明调控机制奠定理论基础。这些研究结果对于设计新型抗菌药物,防治细菌感染具有重要的指导意义。

关键词：鼠伤寒沙门氏菌鞭毛主操纵子 FlhD-FlhC复合物调控元件

肠道致病菌鞭毛调节蛋白FlgM功能分析及应用展望

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基因组学与应用生物学 2019年第12期38卷 5504-5508页

作者：肖亚婷傅丹丹祁克宗宋祥军涂健薛媚安徽农业大学动物科技学院

鞭毛作为细菌最主要的运动器官,可通过促进细菌黏附、定植和侵袭以及生物被膜(Biofilm)的形成来影响细菌的毒力和耐药性。而鞭毛的组装合成涉及50多种蛋白质,FlgM蛋白作为持续控制器可调节其他鞭毛相关基因的转录水平,从而影响鞭毛的长... 详细信息

鞭毛作为细菌最主要的运动器官,可通过促进细菌黏附、定植和侵袭以及生物被膜(Biofilm)的形成来影响细菌的毒力和耐药性。而鞭毛的组装合成涉及50多种蛋白质,FlgM蛋白作为持续控制器可调节其他鞭毛相关基因的转录水平,从而影响鞭毛的长度和数量等因素,进而影响细菌的毒力。此外,FlgM属于可溶性蛋白具备特有的C末端不稳定性结构,被视为潜在的融合蛋白。本综述依据已有研究详述了FlgM蛋白结构及功能,为深入探究与鞭毛相关的致病机制及其作为融合蛋白的应用前景途径提供理论支撑。

关键词：鞭毛 FlgM 毒力融合蛋白