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阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)是肠杆菌属的模式菌株,为革兰氏阴性菌。因为其具有超强的耐药性,所以成为医院感染中严重的病原菌。铁是细菌必需的营养元素,对病原菌的生长和致病性均有明显作用,调控许多致病基因的表达。铁调节蛋白基因irp2(iron regulatory protein2)、铁载体外膜受体蛋白基因fhuA(ferrichrome-iron uptake receptor A)编码产生了细菌外膜上摄取和接收铁色素的外膜蛋白;类志贺样毒素sltA(Shiga-Like-Toxin A)是一种铁螯合吸收相关基因;含铁超氧化物歧化酶sodB(Superoxide Dismutase B)是Fur(ferric uptakeregulator)中一类将过氧化物基团转换成H202+O2的金属酶,在氧化应激时细菌通过Fur数量上的变化来提高细胞质的Fe2+结合能力、抑制铁的运输并诱导铁储藏系统的表达。故研究irp2、fhuA、sodB、sltA四条基因的功能对于研究阴沟肠杆菌铁代谢及致病、感染机制以及进一步采取预防、控制措施具有重要意义。首先,对宁波沿海陆源排污口水体中的细菌进行为期1年的跟踪调查,通过微生物自动鉴定系统(Sherlock MIS)、基于16S rRNA基因的PCR扩增技术,共分离纯化98株异养细菌,根据其菌落形态特征分为15个类群;限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)分析结果表明,分属于4个门5个纲13个科21个属98个种,主要属于γ-变形杆菌纲(67株,68.4%)和芽孢杆菌纲(16株,16.3%)。其中Enterobacteriaceae科中的E.cloacae为优势菌种。生长曲线测定、动物毒性实验结果表明铁浓度的增加,对阴沟肠杆菌的生长和致病性具有明显的促进作用。其次,利用双向荧光差异凝胶电泳配合质谱技术分析了不同培养条件下阴沟肠杆菌外膜蛋白的差异表达。共获得108个表达存在显著性差异的蛋白点,用质谱鉴定了其中的76个,并用GOMiner软件对其进行了基因注释和功能分类,注释后的基因按功能被分为四大类,分别为物质运输(49.4%)、信息识别(16.3%)、细胞结构组成(18.6%)及生物学调节(15.7%),其中有23.5%的蛋白参与铁代谢循环。irp2、fhuA、sltA、sodB四条基因编码的蛋白分别处于4Fe-4S簇(4iron,4sulfur cluster binding)、高铁色素细胞外膜蛋白(ferrichrome cell outermembrane protein)、ATP结合盒转运载体蛋白(ATP-binding cassette transporter)、含铁超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase B)中,在阴沟肠杆菌适应外界环境,调节铁代谢和致病过程中发挥重要作用。用荧光定量PCR技术对铁代谢相关蛋白转录水平的变化进行验证。结果显示,E.cloacae在不同浓度Fe3+刺激下,fhuA、sodB、irp2、sltA基因表达量都显著增加。研究结果表明fhuA、sodB、irp2、sltA基因均参与了阴沟肠杆菌铁代谢机制。最后,同源克隆sltA、sodB、irp2、fhuA特异性条带。利用多重PCR扩增技术,一次性快速检测出4条铁代谢相关毒力基因。