分泌蛋白酶控制霍乱弧菌聚集群落形成的时间

【字体: 时间:2021年11月25日 来源:ASM Journals mBio

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  细菌可以作为集体形成多细胞群落。霍乱弧菌是导致人类霍乱的细菌,在液体中形成聚集群落。聚集体的形成依赖于一种叫做。。。

  

摘要

细菌利用称为群体感应(QS)的细胞-细胞通讯过程来协调集体行为。QS依赖于小分子的合成、释放和全组检测,称为自诱导剂。霍乱弧菌,一个多细胞群体聚集程序发生在液体中,在固定阶段,在高细胞密度的QS状态。这里,我们演示了这个聚合程序由两个子程序组成。在一个子程序中,我们称之为空洞形成,结构形成时包含的细胞很少,但提供了细胞可以嵌入的支架。另一个子程序依靠鞭毛机械,使细胞进入空隙。对导致空泡形成的因素进行了遗传筛选,并结合相关分子分析表明,4种胞外蛋白酶Vca0812、Vca0813、HapA和PrtV控制空泡形成和聚集的发生时间;此外,还需要蛋白质水解活性。这些蛋白酶,或其下游产物,可以在空泡产生细胞和非空泡形成细胞之间共享,并且可以在通常不聚集的情况下诱导聚集五、 霍乱紧张。利用多种蛋白酶来控制空洞的形成和聚集的时间可以提供一个多余的和不可逆转的途径来致力于这种社区生活方式。

重要性细菌可以作为集体形成多细胞群落。霍乱弧菌一种导致人类霍乱的细菌,在液体中形成聚集群落。聚集体的形成依赖于一种称为群体感应的化学通讯过程。在这里,我们展示了,除了通过群体感应进行总体控制之外,还有两个聚合子程序。有一个子程序,我们称之为“空洞形成”,它创建了一个细胞可以嵌入的支架。第二个子程序允许细菌进入支架,需要运动。我们发现四种胞外蛋白酶控制着空洞形成和聚集的时间。我们认为,通过使用多余的蛋白酶,五、 霍乱确保社区组建过程的可靠执行。这些发现可能会让我们深入了解五、 霍乱由于这两种生活方式都是霍乱传播的核心,所以在海洋环境中持续存在或在人类宿主中定居。

简介

通常形成多细胞细菌群落。霍乱弧菌霍乱的病原菌,多细胞群落的形成是由称为群体感应(QS)的细菌细胞-细胞通讯过程控制的。QS依赖于细胞外信号分子,称为自体诱导物。自诱导因子被群体发现,促进集体行为。

一个简化的示意图五、 霍乱显示与本工作密切相关的部件的QS电路见图1(1)简言之,当自诱导剂浓度较低时,自诱导受体起到激酶的作用,将磷酸盐传递到主反应调节器LuxO。磷酸化LuxO,LuxOP、 推动AphA的生产并抑制HapR的生产。AphA和HapR分别是低细胞密度(LCD)和高细胞密度(HCD)QS的主要转录调节因子。当自诱导剂浓度较高时,受体起到磷酸酶的作用,促进LuxO中磷酸盐的去除。脱磷的LuxO是不活跃的,因此AphA不再产生,HapR的产生不再受到抑制。HapR激活HCD-QS调节子中基因的表达。

在LCD QS状态下,五、 霍乱形成表面生物膜,细菌群落通过细胞外基质相互结合在一起。在HCD QS状态下,五、 霍乱从表面生物膜群落中散开,重新进入浮游生物,个体细胞的生活方式(2,)为了开展目前的工作,我们五、 霍乱在LCD和HCD QS模式下锁定应变。锁定在LCD QS模式下的应变携带luxO D61E突变,编码一个LuxO类磷酸化物。在HCD QS模式下锁定的应变携带luxO D61A突变,编码一种不能磷酸化的LuxO变体(4).

我们曾在年报道过一个基于液体的聚合社区形成计划五、 霍乱(5)本计划在HCD QS状态下启动,并受到HapR的积极监管(图1) (5).如上所述,相比之下,五、 霍乱LCD处形成表面生物膜。表面生物膜的形成需要弧菌多糖(VPS)生产(6–8)。聚合程序不需要VPS。表面生物膜的成熟依赖于细胞分裂,需要数小时。从一开始到完成五、 霍乱聚合程序最多需要30?min,排除了细胞分裂驱动的机制(5)这些差异表明表面生物膜的形成和聚集有不同的机制。之前,我们进行了基因筛选,以确定促进聚集的因素。这个屏幕显示,运动和应激反应基因等都是必需的(5).

在这里,我们进一步调查五、 霍乱聚合程序。为了确保我们的研究过程独立于表面生物膜的形成,除非另有说明,所有菌株都缺乏vpsL公司一种产生VPS的基因(9)我们证明五、 霍乱聚合程序涉及我们称之为空隙的结构。空隙会形成五、 霍乱鞭毛机械被破坏的菌株。空隙中含有很少的细胞。此外,如果所有细胞在空泡形成前不久从培养物中取出,空泡在没有空泡的情况下仍会形成。因此,空隙可能提供了一个支架,细胞嵌入其中形成聚集的群落。我们证明空泡形成的开始时间和聚集的开始时间是由四种胞外蛋白酶Vca0812、Vca0813、HapA和PrtV控制的。以Vca0812蛋白酶的定点突变为例,我们表明蛋白水解活性对于适当的空泡/聚集起始时间是必要的。这四种蛋白酶可在空泡形成菌和非空泡菌之间共享。的确,缺乏蛋白酶五、 霍乱通过与含有蛋白酶的菌株孵育,延迟空泡形成和聚集时间的菌株恢复到野生型聚集时间。我们提出了一个模型,其中蛋白酶裂解一个或多个底物,将前体转化为促进空穴形成/聚集的产物,或是失去抑制空穴形成/聚集能力的产物。可能,四个多余的蛋白酶的参与确保了这一过程的快速和可靠的执行五、 霍乱多细胞程序。

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