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群体感应.


2.另外,群体感应系统也在于真菌中,比如白色 念珠菌、新生隐球菌等,但人们是对真菌中的群体 感应系统研究还比较浅,尤其是对真菌群体感应系 统的效应分子、效应分子受体、靶蛋白、相关信号 转导通路以及靶基因的调控等方面的研究有待进一 步深入。
3.最近,一种被称为LED209的分子被发现能够抑制 QseC介导的致病基因激活及诸如EHEC、鼠伤寒沙门 菌和土拉弗朗西斯菌等细菌在活体哺乳动物体内所产 生的不良反应,而且其对哺乳动物的不良反应很小, 对这种分子的研究也许会有一个很好的前景。总之, 不久的将来,随着研究人员的不断探索,人们将可能 通过各种渠道来抑制群体感应系统中的各个环节,从 而达到治疗一些细菌性疾病的目的。
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3. QS系统的特点 多样性
(1)信号分子的多样性 (2)分布的多样性
细菌种内、 种间,细菌与植物、 动物间
(3)信号分子产生机制的多样性
G-菌——信号分子合成酶,G+菌——前体,经蛋白酶切割
(4)信号分子运输的多样性
G+菌——ABC转运系统,G-菌——直接透过细胞膜
(5)信号响应的多样性
G+菌——双组分信号转导系统; G-菌——受体蛋白
群体感应概述
目录
1 群体感应的发现及其概念
2
群体感应的分类及机制
3
群体反应的特点
4 群体反应的应用与研究前景
1.1 发现
20世纪70年代
海洋细菌费氏弧菌(Vibrio fiscberi)和哈氏弧菌(V . harveyi) 生物发光现象
与海生动物共生,宿主利用其发出的光捕获食物、 躲避天敌以及寻觅配偶,而 V. fiscberi也获得了一个 营养丰富的生存环境
(3)不同 QS系统之间关系的复杂性
多种 QS系统构成复杂的调控网络,P.aeruginosa中含有 两个 QS系统, 即 LasI/LasR和 RhlI /RhlR 系统,前者调 控致病因子的生物合成, 并产生大量的AHLs , 进而诱 导 RhlI/RhlR信号系统
4 .1群体感应的应用
群体感应参与调控细菌的多种生活习性以及各种生理过程
DKP(二酮哌嗪类化合物) P. aeruginosa、 荧光假单胞菌(P. f luorescens)、 产碱假单胞菌 (P.alcaligenes)、 成团肠杆菌 (Enterobacter agglomerans )和弗罗因德枸 橼酸杆菌 ( Citrobacter f reundii )
p-coumaroyl-HSL(香豆酸酰高丝氨酸) 光合作用细菌(Rhodopseudomonas palustris)
4.2群体感应的研究进展
1.在抗菌剂生产方面,目前对沙雷菌属中内酰胺类 抗菌剂碳青霉烯的产生已经有了比较透彻的研究,但 是因为得到的信号分子和抗菌剂产量均比较少,无法 准确地定量检测,以致信号分子对抗菌剂产量的影响 没有量化,如果能够弄清楚群体感应系统与抗菌剂间 的关系,那么在抗菌剂生产方面必将有一个大的飞跃。
2.2 G+菌QS系统
革兰氏阳性菌QS系统模式图
2.3 种间的QS
信号分子 AI-2(呋喃酰硼酸二酯类化合物)
此类信号分子在G+菌和 G-菌中均可存在; 细菌识别AI- 2 分子的方式与革兰氏阳性菌 中双组分识别系统一致, 即双组分激酶识别 AI-2分子后把磷酸化基团传递给受体蛋白并 启动相关基因的表达。
1.生物发光、 质粒的接合转移、 生物膜与孢子形成、细 胞分化、运动性、胞抗生素与细菌素合成、根瘤菌的结瘤等
在生物膜法水处理中的应用
(1)启动挂膜
启动阶段的挂膜是生物膜法处理污水上艺正常运行的 关键和难点.然而,通过于预群体感应凋控系统,可以捉 高细菌黏附到固体表而的速度和效率.在生物膜挂膜启动 阶段,向系统中投加某些信号分子的拮抗物或结构类似物 来干扰细菌的群体感应过程,从而可以达到提高挂膜速度 和效率的目的.
(2)菌群优化
在生物膜法水处理工艺中,生物膜系统中各生物之间的
数量比例和相互作用决定了工艺对小同污染物的去除效 率.通过增强或减弱群体感应信号分子浓度来强化或弱化 某些种群,优化生物膜的群落组成及结构,进而可以提高 该工艺埘特定污染物的去除效果。
(3)生物强化
投加某些QS信号物质,可以促进携带降解基因的质粒在 整个系统中的转移和扩散,从而达到维持和强化生物膜系统 对特定污染物有效降解的目的。
复杂性
(1)信号分子功能的复杂性 有的 QS系统中的信号分子不仅作为环境信号,而且具有 其它功能,如某些乳酸菌中的 QS系统的信号分子具有抗 菌活性
(2)系统组成的复杂性 在 V. harvey i中发现了一个与众不同的 QS系统,该系统信 号分子产生系统与 G-菌相似,而信号分子的识别则与 G+ 菌相似
费氏弧菌LuxI-LuxR型 QS系统
1.2 概念
群体感应
群体感应(quorum sensing,QS)是指细菌通过感知 分泌到环境中自诱导物浓度的变化来调整基因表 达,增强其在复杂环境中的生存能力,是细菌行 为社会化的体现。研究者对群体感应的微生态调 控机制进行了深入的探讨,包括自诱导物的合成、 运输和对目的基因的表达调控,以及各信号通路 之间的竞争关系对细菌适应环境的影响。
群体感应(QS)广泛存在于细菌中,是细 菌根据细胞密度变化调控基因表达的一种 机制。
2. 分类
群体感应
种内QS系统
G+菌QS系统 G-菌QS系统
种间QS系统
种间QS系统
2.1 G-菌QS系统
革兰氏阴性菌QS系统(LuxI- LuxR型)模式图
信号分子
AHL(酰基高丝氨酸内酯类物质 ,Acyl-homoserine lactone) 革兰氏阴性细菌( G-菌 )QS系统中常用的信号分子
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