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铜绿假单胞菌fur基因缺失突变株的构建及其表型分析
1
作者 马鑫 李雯雯 +2 位作者 肖维 成娟丽 林金水 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期917-937,共21页
铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)是控制铜绿假单胞菌铁代谢和毒力的关键调节因子。许多课题组尝试构建铜绿假单胞菌fur的缺失突变株均失败,因此铜绿假单胞菌的fur一直被认为是必需基因,这导致其生物学功能一直未得到全面... 铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)是控制铜绿假单胞菌铁代谢和毒力的关键调节因子。许多课题组尝试构建铜绿假单胞菌fur的缺失突变株均失败,因此铜绿假单胞菌的fur一直被认为是必需基因,这导致其生物学功能一直未得到全面的解析。【目的】构建铜绿假单胞菌fur的缺失突变株,并对该突变株的表型进行分析。【方法】以铜绿假单胞菌PAO1为亲本菌株,通过同源重组的方法构建fur缺失突变株,研究该基因对铜绿假单胞菌生长、铁载体生物合成、抗氧胁迫能力、鞭毛形成、生物被膜形成和毒力等的影响。同时,通过遗传分析对fur缺失突变株生长缺陷表型的原因进行探究。【结果】本研究成功构建了铜绿假单胞菌fur基因的缺失突变株,发现缺失突变fur极大地限制了铜绿假单胞菌的生长能力,并降低了该菌对限铁环境的生长适应性,但不影响该菌对高铁环境的生长适应性。铜绿假单胞菌Δfur的这种生长缺陷表型是细胞生长增殖变慢造成的,而不是诱导细胞死亡引起的。然而,其他异源的fur基因能完全互补Δfur的这种生长缺陷表型,暗示铜绿假单胞菌的Fur蛋白在功能上不存在独特性。尽管Fur与毒素-抗毒素系统PacTA存在功能关联性,但是铜绿假单胞菌Δfur的这种生长缺陷表型却与PacT毒素无关。除了影响铜绿假单胞菌的生长表型,缺失突变fur还使铜绿假单胞菌丧失了对铁载体生物合成的抑制作用,导致该菌对H_(2)O_(2)更敏感并丧失了鞭毛的形成能力,同时降低了该菌对大蜡螟幼虫的毒力。此外,缺失突变fur还显著提升了铜绿假单胞菌的胞内环二鸟苷酸(cyclic diguanylate,c-di-GMP)水平,从而诱导pelF和pslA基因的表达,进而促进铜绿假单胞菌生物被膜的形成。【结论】fur是可以缺失的非必需基因,在铜绿假单胞菌的正常生长、铁载体生物合成、抗氧胁迫能力、鞭毛形成、生 展开更多
关键词 铜绿假单胞菌 铁摄取调节蛋白 缺失突变 表型分析 环二鸟苷酸(c-di-GMP) 鞭毛 毒力
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胃癌相关的幽门螺杆菌铁摄取调节蛋白基因多态性及进化分析
2
作者 魏毅 梁淑贞 +2 位作者 张秋月 王莉莉 董全江 《现代生物医学进展》 CAS 2024年第2期228-233,共6页
目的:探寻幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)和进化分型与胃癌的相关性。方法:选取2011-2018年青岛市市立医院保存的150株Hp(胃... 目的:探寻幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)和进化分型与胃癌的相关性。方法:选取2011-2018年青岛市市立医院保存的150株Hp(胃癌来源59株和胃炎来源91株),运用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)方法扩增fur基因,并进行一代测序及SNP分析。通过NCBI数据库下载226株东亚亚群Hp菌株fur基因序列,应用MEGA 5.0软件分析SNP并构建fur基因Neighbour-Joining系统进化树,建立进化分型。结果:98.7%(148/150)Hp菌株fur基因PCR扩增阳性。序列分析发现fur基因351位点存在碱基A→G的同义SNP(SNP A351G),胃癌来源的菌株中G等位基因的变异频率明显高于胃炎来源的菌株,差异有统计学意义(χ2=5.161,P=0.023);携带该等位基因的菌株发生胃癌风险明显升高(OR=2.4)。在东亚Hp fur基因的Neighbour-Joining系统进化树中,依据进化距离将东亚Hp菌株分为Ⅰ型和Ⅱ型两个亚型,fur基因进化Ⅰ型中的胃癌来源Hp菌株比例明显高于Ⅱ型,差异有统计学意义(χ2=41.8,P=9.9×10-11);感染furⅠ型Hp的患者发生胃癌的风险显著升高(OR=4.7)。结论:携带fur SNP A351G的Hp菌株导致胃癌发生风险显著升高,fur基因进化Ⅰ型与胃癌发生风险具有一定相关性。 展开更多
关键词 幽门螺杆菌 铁摄取调节蛋白 单核苷酸多态性 进化 胃癌
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细菌铁摄取调节蛋白Fur的研究进展 被引量：3
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作者 马玥 宋楠楠 李冰清 《中国病原生物学杂志》 CSCD 北大核心 2021年第1期117-121,F0004,共6页
铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)是绝大多数细菌中存在的一种全局调控转录因子。其利用Fe2+作为辅助因子,通过调控铁摄取和储存系统来维持细菌内的铁稳态。此外,越来越多的研究表明Fur还可以直接或间接的参与多种代谢途径... 铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)是绝大多数细菌中存在的一种全局调控转录因子。其利用Fe2+作为辅助因子,通过调控铁摄取和储存系统来维持细菌内的铁稳态。此外,越来越多的研究表明Fur还可以直接或间接的参与多种代谢途径,帮助细菌有效地应对外部环境和压力,并在细菌侵染定植中发挥重要作用。本文对Fur蛋白的结构,调控机制以及在常见细菌中功能的研究进展进行阐述。 展开更多
关键词 铁摄取调节蛋白 调控转录因子 铁稳态 综述
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猪B型多杀性巴氏杆菌铁摄取调节基因Fur的生物信息分析及其原核表达
4
作者 孙建华 蒋惠婷 +4 位作者 朱玉欣 刘嘉静 樊宵云 高远 倪宏波 《中国生物制品学杂志》 CAS CSCD 2015年第6期587-592,597,共7页
目的对猪B型多杀性巴氏杆菌铁摄取调节基因Fur进行生物信息分析,并检测原核表达产物的抗原性。方法以猪B型多杀性巴氏杆菌基因组DNA为模板,PCR扩增Fur基因,克隆至载体p GEX-6p-1中,构建重组质粒p GEX-6p-1-Fur。利用生物信息学方法结合... 目的对猪B型多杀性巴氏杆菌铁摄取调节基因Fur进行生物信息分析,并检测原核表达产物的抗原性。方法以猪B型多杀性巴氏杆菌基因组DNA为模板,PCR扩增Fur基因,克隆至载体p GEX-6p-1中,构建重组质粒p GEX-6p-1-Fur。利用生物信息学方法结合网络数据库测序分析Fur基因同源性、蛋白质理化特性、蛋白质结构并进行同源建模。将重组质粒转化至E.coli BL21(DE3),IPTG诱导表达,经透析纯化后,进行SDS-PAGE和Western blot分析。结果重组质粒p GEX-6p-1-Fur经双酶切鉴定构建正确。Fur基因全长432 bp,编码144个氨基酸,与禽Pm70菌株的Fur基因同源性达99.8%,与嗜血杆菌属亲缘较近;Fur蛋白空间结构与铁吸收调节蛋白2w57.1.A相似性较高,Fur蛋白为酸性脂蛋白,Fur蛋白二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,107-117位氨基酸区域作为抗原表位可能性较大,且Fur无跨膜区与信号肽,是相对成熟稳定的蛋白。以2w57.1.A为模板构建了可靠的三维结构分子模型。重组蛋白GST-Fur相对分子质量约44 000,主要以包涵体形式存在,表达量占菌体总蛋白的33%,纯化后纯度达92%,重组蛋白GST-Fur可与多杀性巴氏杆菌制备的血清发生特异性结合。结论于E.coli中成功表达了重组蛋白GST-Fur,构建了可靠的三维结构模型,为进一步研究Fur蛋白功能及毒力作用机制奠定了基础。 展开更多
关键词 多杀性巴氏杆菌 铁摄取调节蛋白 生物信息 基因表达 抗原性
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铁摄取调节蛋白Fur功能和作用模式的研究进展 被引量：3
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作者 于欣冉 李颖杰 +1 位作者 陈冠军 王禄山 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第6期618-636,共19页
铁是大多数生物必需的微量元素,在健康和疾病,尤其是宿主-病原菌互作过程中发挥着至关重要的作用.细菌胞内铁离子浓度的高低不仅是调节自身高亲和力铁运输系统表达的信号,更是病原菌产生毒素和其他必要毒力因子的关键调控因素.而另一方... 铁是大多数生物必需的微量元素,在健康和疾病,尤其是宿主-病原菌互作过程中发挥着至关重要的作用.细菌胞内铁离子浓度的高低不仅是调节自身高亲和力铁运输系统表达的信号,更是病原菌产生毒素和其他必要毒力因子的关键调控因素.而另一方面,超负荷的铁也会导致致命的细胞毒性.因此,生物体内铁稳态的维持受到严格控制,其中以铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)的作用最为显著,其调控网络涵盖了细菌生命活动的各个方面.本综述将基于Fur的生物学功能,围绕其家族分类、结构特点和差异、调控网络和调控机制等方面进行总结和分析,以期为Fur和铁稳态调节等研究提供参考. 展开更多
关键词 铁摄取调节蛋白Fur FUR超家族 Fur结构 调节网络 作用模式
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