从植物病原菌Pectobacterium parmentieri IFB5441和IFB5533的脂多糖(LPS)中分离出的OPS的结构多样性

《Carbon Capture Science & Technology》:Structural diversity of the OPS isolated from the LPS of the plant pathogen bacteria Pectobacterium parmentieri IFB5441 and IFB5533

【字体: 时间:2025年11月21日 来源:Carbon Capture Science & Technology 10.5

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  O-多糖结构鉴定及致病性机制研究。通过NMR和化学方法解析解淀粉芽孢杆菌IFB5441和IFB5533菌株的O-多糖重复单元结构,发现均含鼠李糖、N-乙酰氨基半乳糖胺和N-乙酰氨基甘露糖,证实瑞士分离株与波兰两株的O-多糖结构一致。该成果为揭示细菌-植物互作机制提供结构基础。

  
Karolina Ossowska|Natalia Kaczyńska|Agnieszka Kowalczyk|Tomasz Apanowicz|Zbigniew Kaczyński
格但斯克大学化学系结构生物化学实验室,Wita Stwosza街63号,80-308格但斯克,波兰

摘要

Pectobacterium parmentieri是一种能分解果胶的病原菌,会对植物作物造成严重的经济损失。脂多糖是细菌的毒力因子之一,在细菌定植和与宿主防御系统的相互作用中起着重要作用。本文利用核磁共振(NMR)光谱和化学方法测定了从P. parmentieri IFB5441菌株的脂多糖中分离出的O-多糖的化学结构。该O-多糖的重复单元由三个半乳糖残基和一个5,7-二氨基-3,5,7,9-四脱氧-L-甘油-L-甘露酮-2-乌洛糖酸残基组成:
P. parmentieri IFB5533菌株中分离出的O-多糖的重复单元的化学结构也被测定,结果显示其中含有半乳糖、N-乙酰半乳糖胺和N-乙酰甘露糖胺:

引言

P. parmentieri是一种属于Pectobacteriaceae科的革兰氏阴性植物病原菌[1],[2]。该菌株是重要的植物病原体,可导致马铃薯以及其他多种蔬菜和观赏植物的软腐病。该菌株具有显著的基因组异质性[3]。病害症状的发展依赖于多种能够降解植物细胞壁的酶的高效产生,如果胶酶、果胶甲基酯酶、聚半乳醛酸酶、纤维素酶和蛋白酶。此外,铁载体、运动能力、生物膜形成以及脂多糖(LPS)的生物合成也是影响病害症状的重要因素[4]。LPS是细菌外膜的主要成分,能够触发植物的防御反应[5]。LPS分子由脂质A、内核和外核以及最外层的O-多糖(OPS)组成。不同P. parmentieri菌株的OPS在结构上存在差异,这些差异可能对其与宿主植物的特异性识别和相互作用具有重要影响。研究OPS的结构有助于更好地理解植物病原体的毒力机制。
在本研究中,我们阐明了从2013年在波兰采集的腐烂马铃薯中分离出的P. parmentieri IFB5441菌株的LPS中提取的O-多糖的化学结构[2]。同时发现,2013年在瑞士水中分离出的P. parmentieri IFB5533菌株的OPS结构与同年在波兰马铃薯块茎中分离出的P. parmentieri IFB5408和IFB5427菌株的OPS结构相同[2],[7]。

结果

我们使用经典的酚水提取法从P. parmentieri IFB5441和IFB5533菌株的细胞中分离出LPS,随后通过乙醇沉淀法进行纯化。去除脂质A后得到的碳水化合物混合物通过尺寸排阻色谱(SEC)进行分离。所得的高分子量多糖通过NMR光谱进行分析。P. parmentieri IFB5441菌株的OPS也通过化学方法进行了分析。

P. parmentieri IFB5441的分离与培养

P. parmentieri IFB5441菌株是从2013年在波兰表现出软腐症状的马铃薯块茎中分离得到的[2],而P. parmentieri IFB5533菌株则是在2013年从瑞士伯尔尼应用科学大学的Patrice de Werra处获得的[6]。这些细菌在28°C下于胰蛋白酶大豆琼脂(TSA,Oxoid,巴斯克斯托克,英国)培养基上培养24小时。然后将单个菌落接种到200毫升的胰蛋白酶大豆肉汤(TSB,Oxoid,巴斯克斯托克)培养基中:

作者贡献声明

Karolina Ossowska:撰写、审稿与编辑、数据可视化、方法设计、实验设计、概念构建。Natalia Kaczyńska:撰写、审稿与编辑、数据可视化、方法设计、实验设计。Agnieszka Kowalczyk:撰写、审稿与编辑、数据可视化、方法设计、实验设计。Tomasz Apanowicz:撰写、审稿与编辑、实验设计。Zbigniew Kaczyński:撰写、审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、方法设计、资金申请。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者感谢格但斯克大学对这项研究的财务支持。
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