牙龈卟啉单胞菌双组分信号转导系统的研究进展
血红素,结构域,1TCS及其在牙龈卟啉单胞菌中的概况,2FimS,FimR,3HaeS,HaeR,4PorX,PorY,5GppX,6RprY,7其他,8问题和展望
尧可 蔡靖仪 赵蕾 吴亚菲 赵志河 申道南口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院,成都610041
牙龈卟啉单胞菌作为导致慢性牙周炎的主要病原菌,与心血管疾病、糖尿病、阿尔兹海默症等全身系统性疾病密切相关[1]。面对宿主及口腔内如pH、温度、渗透压、氧化应激、营养物质、抗生素等复杂的生存环境,牙龈卟啉单胞菌需要灵敏地感知其变化并快速作出调整才能得以生存,并发挥毒力作用。这种适应能力一定程度上依靠细菌的双组分信号转导系统(two-component signal transduction system,TCS)[2]。TCS使细菌能够感知、响应和适应各种环境变化。TCS 可调节细菌入侵、生物膜形成、趋化作用、脂多糖合成和抗生素耐受等多种与细菌致病性相关的基因的表达[3-6]。此外,TCS 亦可调节细菌自身生长、分裂、代谢等多方面活动[7]。
近年来,有关牙龈卟啉单胞菌TCS 的研究逐渐被报道,本文拟对当前关于牙龈卟啉单胞菌的TCS的研究进行综述[8-10]。
1 TCS及其在牙龈卟啉单胞菌中的概况
TCS 广泛存在于多种生物体内,但在革兰阴性菌中最为常见。一种细菌可拥有多种不同类型的TCS,其结构不尽相同,随感受的刺激信号和作用的目标基因不同而有所变化。不同细菌内TCS 的数目也有所不同,其数值与基因组的大小和所处生态位的多样性有关[11-12]。
结构上,典型的TCS 通常包括一个组氨酸激酶(histidine kinase,HK)和反应调节蛋白(response regulator protein,RR)。HK 通常是含有组氨酸磷酸转移结构域和腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)结合结构域的同型二聚体,主要由胞外感应器、跨膜区、胞内连接区、激酶结构域和ATP 结合区组成。其中,激酶结构域即二聚和组氨酸磷酸转移酶(dimerization and histidine phosphotransfer,DHp) 结 构 域[13]。DHp结构域含有一个保守组氨酸残基,可接受和传递磷酸基团[14]。RR 则含有一个接受结构域和一个效应结构域,接受结构域含有一个保守的天冬氨酸残基,可接受来自HK的磷酸基团。亦有约50%的RR 仅有一个结构域,同时发挥接受磷酸基团和调节下游分子的作用[15]。
除了上述典型HK 外,还有一种含有一个起磷酸转移作用的接收结构域的混合型HK[14]。部分混合型HK 还含有一个组氨酸磷酸转移酶结构域 ......
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