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幽门螺杆菌(Helicobacter pylori, H. pylori)是目前发现唯一能够在人胃内定植、生存的微需氧革兰氏阴性杆菌。是世界性分布的病原菌,也是目前人类发生率最高的慢性细菌感染之一,全世界范围内感染率超过50%。来自世界各地的流行病学研究证实,H. pylori感染是消化性溃疡和慢性胃炎的重要病因,并与胃癌和胃黏膜相关淋巴样组织(MALT)淋巴瘤的发病密切相关,1994年世界卫生组织已将其列为Ⅰ类致癌原。cag致病岛编码的Ⅳ型分泌系统是幽门螺杆菌的一个重要致病因素,通过此分泌系统cag致病岛可将其唯一效应分子CagA转运至宿主细胞并发挥其毒性作用。目前,cag致病岛编码基因的生物学功能及其参与H. pylori致病的机制尚未明确,因此,本文以cag致病岛中的cagM、cagI基因为研究对象,通过分子生物学、微生物学及生物信息学等技术探讨H. pylori cagM、cagl基因的结构和功能,以指导以后的实验研究,为更深入研究cag致病岛的致病机理奠定理论基础。方法：1.根据GenBank中已报道的H. pylori22695的全基因组序列,利用生物信息学软件Primer5.0自行设计cagM、cagI基因引物,获得H. pylori cagM、cagI基因。2. cagM、cagI基因T-A克隆后构建pGEM-T-cagM, pMD18-T-cagI载体,并进行序列测定。3. cagM、cagI基因测序结果提交GenBank,获得基因库登录号。4.运用DNAstar V7.1软件和ANTHEPROT5.0软件分析CagM、CagI蛋白基本性质,包括：氨基酸组成、分子量、等电点、疏水性、亲水性、抗原性等。5.利用生物信息学软件分析H. pylori cagM、cagI基因核苷酸序列及蛋白序列同源性。6.运用ANTHEPROT5.0软件和网络数据库等分析预测其结构,用PROSITE SCAN和Fingerprint分析推测其潜在的功能,包括蛋白的跨膜区、信号肽和剪切位点、二级结构、三级结构、功能位点、亚细胞定位、蛋白家族、蛋白质指纹图谱等。结果：1.应用PCR技术成功克隆了H. pylori cagM、cagI基因。2. cagM、cagI基因T-A克隆后测序,基因测序结果表明：H. pylori NCTC11637cagM基因全长1149bp (GenBank基因库登录号为：GU269568),与设计序列大小完全一致,编码376个氨基酸；H. pylori NCTC11637cagI基因全长1086bp (GenBank基因库登录号为：HM126476),与设计序列大小完全一致,编码361个氨基酸。3. CagM、CagI基本性质分析：CagM蛋白有376个氨基酸,分子量为43.76kD,理论等电点为9.3,有多个疏水区域和亲水区域,有多个抗原决定簇；CagI蛋白有361个氨基酸,分子量为39.37kD,理论等电点为5.56,疏水性不是很强,接近两亲性,亲疏水区域间隔分布,有多个明显的具有抗原活性的结构域。4. H. pylori cagM、cagI基因核苷酸序列及蛋白序列同源性比对分析发现：H.pylori cagM、cagI核苷酸序列与GenBank中已知的其他H. pylori菌株cagM、cagI的核苷酸序列同源性分别为96～99%和95～99%；将核苷酸序列按标准密码子翻译成蛋白质后,其氨基酸序列与其他H. pylori菌株氨基酸序列同源性分别为98～99%和96～99%。5. CagM、CagI结构预测分析：CagM蛋白N端20个氨基酸为信号肽,有一段跨膜区,剪切位点在第20个和第21个氨基酸之间,二级结构和三级结构中螺旋结构为主体,CagM蛋白定位于细菌周质空间；CagI蛋白N端20个氨基酸亦为信号肽,有三段跨膜区,剪切位点亦在第20个和第21个氨基酸之间,二级结构和三级结构中螺旋结构亦为主体,CagI蛋白是定位于外膜。6. CagM、CagI功能预测分析：CagM属于蛋白水解酶家族,有多个磷酸化位点,是多种激酶的底物,有糖基化位点和豆蔻化位点,通过翻译后剪切修饰,形成有功能的蛋白,在细菌周质空间行使信号传递和集装Ⅳ型分泌系统中其他蛋白的功能；CagI为稳定的疏水蛋白,保守性很强,有N-糖基化作用位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和豆蔻酰化作用位点,有膜蛋白、菌毛蛋白、转运蛋白、水解酶、ATP/GTP酶、微管蛋白、转录调节因子、锚蛋白、分泌系统蛋白等多个蛋白标签。结论：1.成功克隆了H. pylori cag致病岛中的cagM、cagI基因。2.获得了CagM、CagI蛋白的大部分理化特征数据,包括：氨基酸组成、分子量、等电点、疏水性、亲水性、抗原性等。3. H. pylori cagM、cagI核苷酸序列及蛋白序列同源性比对分析发现cagM、cagI基因作为H. pylori cag致病岛编码的Ⅳ型分泌系统结构基因之一,其核苷酸序列及氨基酸序列相对保守,说明二者在幽门螺杆菌致病过程中具有重要作用。4.应用生物数据库和多种生物学软件对H. pylori CagM、CagI蛋白进行全方位的信息学分析,为分析其结构和功能提供了依据。5.预测分析获得：CagM、CagI作为cag致病岛中两个重要蛋白,CagM蛋白定位于周质空间,功能可能是帮助cag致病岛中其他蛋白的集合组装以及协助转运CagA毒素蛋白；CagI蛋白是定位于外膜,在信号转导和物质转运过程中充当信使或载体,可能具有水解酶活性,ATP/GTP酶活性。