銅綠假單胞菌FtsZ及其調(diào)控系統(tǒng)的生化特性.pdf

1、銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)屬于革蘭氏陰性桿菌，是一種常見的條件致病菌，具有多重耐藥性。FtsZ作為細(xì)菌收縮環(huán)的關(guān)鍵組成成分，不但是細(xì)菌收縮環(huán)的骨架，而且可能是細(xì)菌收縮環(huán)收縮力產(chǎn)生的來源，在細(xì)菌分裂的過程中承擔(dān)著重要的角色。FtsZ是微管蛋白的同源類似物，同樣具有GTP酶活性，屬于細(xì)菌細(xì)胞骨架蛋白的一種。
　　第一部分研究了銅綠假單胞菌FtsZ(PaFtsZ)的生化特異性。FtsZ的生理活性可以由其

2、GTP酶活性和其聚合成原絲纖維的能力來測(cè)量。FtsZ的GTP酶活采用一種連續(xù)的、耦合級(jí)聯(lián)的方法進(jìn)行檢測(cè)。與大腸桿菌FtsZ(EcFtsZ)相似，PaFtsZ也具有較高的GTP水解活性，其GTP酶活約為4。還研究了多種不同離子對(duì)FtsZ蛋白GTP酶活的影響。發(fā)現(xiàn)陽離子的變化對(duì)FtsZ蛋白酶活的影響較小，而陰離子的變化對(duì)FtsZ蛋白的酶活有明顯的影響。PaFtsZ也主要聚合成單鏈原絲纖維，但與EcFtsZ大部分為直線形不同的是，其中存在有很

3、多中度彎形結(jié)構(gòu)，甚至形成弧形。
　　第二部分研究了ZipA蛋白對(duì)FtsZ聚合的影響。發(fā)現(xiàn)ZipA不但可以增強(qiáng)FtsZ-GTP原絲纖維的聚合，而且可以穩(wěn)定和加強(qiáng)FtsZ-GDP高度彎形的結(jié)構(gòu)。FtsZ原絲纖維從直形到彎形的變化會(huì)產(chǎn)生力，這種力可能是細(xì)菌收縮環(huán)產(chǎn)生收縮力的原因。ZipA可以加強(qiáng)和穩(wěn)定收縮力的產(chǎn)生。
　　第三部分研究了銅綠假單胞菌收縮環(huán)的主要調(diào)控系統(tǒng)MinC、MinD和MinE蛋白的生化特性和功能，提出了一種新的調(diào)

4、控模型。在基因敲除的實(shí)驗(yàn)中，細(xì)菌中Min系統(tǒng)里的MinC/MinD蛋白的缺失，破壞了細(xì)菌分裂時(shí)的Z環(huán)的定位，導(dǎo)致細(xì)菌形成長(zhǎng)線狀或者在細(xì)菌兩端進(jìn)行分裂。采用光散射分析方法、透射電子顯微鏡、基因敲除技術(shù)以及共沉淀分析方法，我們確認(rèn)了MinC為Min系統(tǒng)中的一個(gè)抑制子，在電鏡圖中觀察，它確實(shí)抑制了FtsZ蛋白聚合成原絲纖維的能力。MinC與MinD蛋白能形成共同聚合物，形成直線形的雙鏈纖維結(jié)構(gòu)。且加入MinE蛋白后，激活了MinD的ATP酶活

5、性，并將MinC/D共聚物解聚。此外，MinC與MinD形成的共聚物的化學(xué)計(jì)量比是1∶1。光散射實(shí)驗(yàn)說明MinD蛋白濃度在MinCD共聚物的形成中起著決定性作用。當(dāng)MinD濃度低于5μM，MinC-MinD很難形成共聚物。而當(dāng)MinD濃度大于5μM時(shí)，并降低MinC濃度至0.5μM以下時(shí)，仍可以觀察到有共聚物形成。這和體內(nèi)的MinC和MinD濃度相符。因此認(rèn)為MinC/MinD在體內(nèi)是以共聚物的形式起作用的。本論文的實(shí)驗(yàn)工作研究了銅綠假