铜绿假单胞菌中新型小分子调控蛋白ZapAL(PA5407)及其相关蛋白特性研究

来源 :西北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:juanzi0666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
细菌细胞分裂是由收缩环(Z环)的组装启动的,该收缩环由自组装的FtsZ原丝和数十种其他相关蛋白组成。FtsZ蛋白是真核微管蛋白结构和功能的类似物,是第一种已知定位于分裂位点的蛋白质,也是参与细胞分裂研究最多的蛋白质之一。细菌的分裂在时间和空间上受到各种调控蛋白的严格调控,包括正调控蛋白和负调控蛋白。对于已经在体外研究的这些负调控蛋白Min C,Slm A和Mip Z,它们通过影响FtsZ聚合物的稳定从而对Z环的形成造成影响而起到调控作用。正调控蛋白,如Zip A、ZapA、ZapC等,通过促进FtsZ原丝纤维的横向组装并形成束状或片状结构,从而稳定Z环。ZapA是一种几乎在所有细菌中都存在的调节蛋白,它可以稳定FtsZ原丝形成束状结构并增强Z环收缩。在铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)中,ZapA通过形成二聚体来促进FtsZ聚合成束,该二聚体与FtsZ分子的化学计量比约为1∶1。本研究报道了另一种来自铜绿假单胞菌的小蛋白,ZapA-Like蛋白(ZapAL;PA5407),它是一种新型FtsZ相关蛋白。ZapAL存在于许多假单胞菌中,并且仅与ZapA有20%的序列相同。ZapAL与FtsZ相互作用并诱导FtsZ组装形成长而直的双链原丝纤维;相比之下,ZapA促进FtsZ聚合成更大的束状结构,由多条原丝纤维平行排列。ZapAL对FtsZ的GTPase活性只有轻微的影响,当在溶液中加入10μM ZapAL时,FtsZ GTPase活性仅降低约26%。然而通过光散射实验研究其组装动力学时,我们发现FtsZZapAL的双链结构是稳定的,没有观察到解聚过程,这与ZapA不同。进一步的研究结果发现ZapA和ZapAL很可能形成异源二聚体。FtsZ-ZapA-ZapAL的混合物组装形成的束状结构在GTP水解后会发生解聚。这与ZapAL在体外和FtsZ相互作用的结果一致,ZapAL-gfp表达后在细胞中部观察到呈窄带或斑点状,表明它是细菌分裂机制的组成部分。ZapAL具有与ZapA有相似的功能,并且都不是分裂所必须的蛋白,当缺失某一个时并不会对细菌细胞的分裂造成影响。当zap AL基因被敲除或在正常条件下过表达时,观察到细菌形态几乎没有变化;而ZapAL的过表达将导致Δzap A菌株的细胞长度是正常细菌的两倍长,显示出轻微的细菌分裂缺陷。同时,当我们在PAO1和Δzap AL菌株体内过表达ZapA时细菌的分裂和生长并没有受到影响。通过在数据库中检索基因,我们发现zap AL(PA5407)与PA5402-5406共用一个启动子,形成一个基因簇,因此我们对这些基因也进行了研究。通过一系列的实验发现PA5402-5407基因簇中的基因都不是细菌生长所必需的,因为将整个基因簇都敲除后细菌细胞的生长和分裂并未受到影响。而在对基因簇上zap AL附近的基因PA5406进行显微镜观察时发现其也是收缩环Z环的一部分,并参与Z环的共定位。电镜负染色观察后发现PA5405和PA5406都可能与FtsZ相互作用并调控FtsZ-ZapAL聚合的形状以及形成的多少。虽然我们还不清楚ZapAL的确切生理作用,但我们的研究结果表明ZapAL是一种新型的Z环结合蛋白,它可能与ZapA共同稳定Z环的结构。因此我们推测这些基因可能只在某些特定的条件下(如特殊的环境)才会产生调控作用从而有效地作用于Z环并影响细胞分裂。但具体的特定条件我们还在研究中。通过对基因簇上的其他小分子蛋白的研究可以更加清楚Z环内FtsZ原丝纤维的精细调控过程。但更加明确的直接的生理功能如它们是如何作用于FtsZ来调控细菌的细胞分裂,以及基因簇上其他蛋白是否也定位于细胞中部并稳定Z环的结构,还需要进行重复实验以及进一步实验来深入研究从而证明它们的功能。
其他文献
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种条件致病菌,具有极强的环境适应性和致病性,其致病性受到多重信号的调控,其中最重要的信号调控网络就是群体感应系统(QS系统)。铜绿假单胞菌的QS主要包括Las系统、Rhl系统、喹诺酮信号(PQS)系统。Las系统由las R和las I两部分组成。las R的缺失通常会导致其控制的多种毒性因子发生受损,进而影响铜绿假单胞菌的致病性。本
学位
改革开放以来,我国经济实现腾飞发展,国民收入水平和消费水平随之提高。收入的持续增长也带动了国民风险保障需求和财富管理需求,商业保险在家庭金融资产配置和长期财务规划中的重要性正不断凸显。当前我国虽是全球保费收入第二大国,但保险密度和保险深度与全球平均水平都存在差距。现有研究发现,我国保险业发展水平不高的主要原因之一在于我国家庭商业保险参与率低。数字普惠金融强调机会平等和金融可持续发展,其借助数字技术
学位
随着近些年我国经济的快速发展,居民生活水平的不断提高,我国寿险业也迎来了新的发展机遇,广大投保人对寿险产品的需求不断增加,寿险保费收入也不断增长,特别是以医疗险为代表的健康险产品,按保费规模计算我国已经是全球第二大寿险市场。但在我国寿险保费收入持续稳健增长的同时,也出现了行业发展的阶段性问题,尤为明显的是产品结构问题,主要表现为:许多寿险公司的传统保障型寿险占比不足,而分红型、投资型产品占比过高,
学位
2021年是极为不平凡的一年,这一年中国宣布了脱贫攻坚战的全面胜利。但还存在脱贫不稳定或者大病、灾害等偶发因素引起的返贫,其中自然灾害一直是致贫返贫的重要因素之一。尤其是欠发达地区,风险承受能力不足,居民生产生活受到自然灾害的严重影响。例如中国西部民族地区,地理位置特殊,自然条件恶劣,自然灾害频繁且严重,迫切需要加强自然灾害的防治。中国目前主要的灾害应对方式是政府主导,社会救助为辅,金融工具也在当
学位
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种条件致病菌,可引起多种感染性疾病,同时由于其多重耐药机制,对多种抗生素具有较强的耐药性,因此寻找新型抗菌靶点和开发新的抗菌药物意义重大。噬菌体(Phage)能够感染并特异性的裂解细菌,因此可以利用噬菌体及其产物治疗与预防细菌引起的各种感染疾病,这种治疗方法被称为噬菌体疗法(Phage Therapy),其在临床治疗方面的运用具有广阔
学位
伴随着中国经济的蓬勃发展,越来越多的企业开展海外投资活动,而国际环境日益复杂,中国企业海外投资受阻的事件频频发生,政治风险无疑成为企业海外投资需要应对的重要问题。因此,许多学者在政治风险对海外投资受阻影响方面开展了诸多研究,但研究多集中于规范研究,缺乏客观数据的实证研究。为更进一步研究政治风险对海外投资的影响,亟需从风险来源进行深入研究——哪些因素引起了政治风险?影响路径如何?这些因素与海外投资受
学位
结核病(tuberculosis,TB)是一种在全世界广泛流传的慢性传染病,是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)感染引起的。卡介苗(Bacillus Calmette-Guerin,BCG)是一株减毒活疫苗,对成人TB的保护力不佳。药物化疗仍是治疗TB的主要手段,但是存在疗程长、副作用大等问题。治疗性疫苗诱导的免疫应答有助于清除Mtb的潜伏感染。因此,新
学位
随着我国经济不断向好发展,全体国民的生活水平相较以前有了很大的提高,我国国民对风险和保险的认识不断加深,对保险的需求也不断增加。当今世界,促进生产力的发展和社会进步的最大推动力无疑是科技。近二十年来,各种科学技术得到了前所未有的发展,给各个行业带来了新的挑战和机遇。在科技变革的大环境下,保险行业也毫不例外地经受着由科技进步带来的冲击。近年来,大数据、人工智能、区块链等新兴科技广泛赋能于全球金融领域
学位
颅脑损伤(Traumatic Brain Injury,TBI)是一种由于外力作用所导致的脑部创伤,全球范围内每年约有超过5000万人患有颅脑损伤,如不加以关注,TBI将会导致一系列后遗症从而对患者造成长期困扰。快速、可靠地识别颅内病变患者、区分严重级别,对于避免创伤后并发症和继发性脑损伤至关重要。相较于计算机断层扫描(CT)和核磁共振成像(NMR)成像技术,使用血清颅脑损伤生物标志物的检测手段更
学位
随着我国经济发展结构转型升级,高质量发展成为我国经济发展的重心,消费作为推动我国经济高质量发展的“压舱石”,其重要性不言而喻。从国际对比来看,目前我国的消费率仍然偏低。因此,通过扩大内需促进国民消费对推动经济增长十分重要。当前,随着国家普惠金融发展的推进,普惠保险逐渐跃入人们的视野。普惠保险为更广泛的群体提供了保险保障,实现更大范围的风险分担,在面对风险时能够给予兜底保障,减轻收入负担,降低未来收
学位