赵 朔,盛 硕

    (1.遵义医科大学 基础医学院电镜室,贵州 遵义 563099;2.华南农业大学 群体微生物研究中心/广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室,广东 广州 510642;3.遵义医科大学 基础药理教育部重点实验室暨特色民族药教育部国际合作联合实验室, 贵州 遵义 563099)

    铜绿假单胞菌是一种常见的革兰阴性致病菌,其对寄主的感染可分为急性感染和慢性感染[1],从这两种不同的感染中分离得到的铜绿假单胞菌具有不同的毒性特征[2]。环二鸟苷酸(cyclic diguanosine monophosphate,c-di-GMP)是1987年在木葡糖酸醋杆菌中被首次鉴定的一种能够激发纤维素合成酶构象改变的小分子[3]。随后的研究发现c-di-GMP不仅仅存在于这一种细菌中,也广泛存在于其它细菌中,并且对细菌生物被膜的形成有重要调控作用[4-5]。

    C-di-GMP能够由含有GGDEF结构域的二鸟苷酸环化酶(diguanylate cyclase, DGC)催化两分子三磷酸鸟苷(guanosine triphosphate, GTP)环化形成,以及被含有EAL或HD-GYP 结构域的磷酸二酯酶(phosphodiesterase, PDE)特异性地水解。在细菌体内,DGC和PDE紧密地控制着c-di-GMP的浓度,c-di-GMP的受体能通过结合c-di-GMP并与其它蛋白相互作用而导致细胞内的生理变化。含PilZ结构域的蛋白是最早被发现的c-di-GMP受体,并且与其它受体蛋白相比较,PilZ结构域蛋白与c-di-GMP结合能力最强,是最广泛存在于细菌中的c-di-GMP受体。PilZ结构域中的2个基序对c-di-GMP的结合有重要作用,(D/N)xSxxG基序能够结合c-di-GMP,RxxxR基序能够在c-di-GMP附近形成环状,且2个精氨酸(R)能够与c-di-GMP形成氢键。

    单PilZ结构域蛋白是所有PilZ结构域蛋白中数量最多的一类,它们通常由80～160个氨基酸组成。单PilZ结构域蛋白也被认为是最难研究的一类PilZ结构域蛋白,相比较于多结构域PilZ蛋白,它们缺少其它结构域为鉴定蛋白功能提供线索。铜绿假单胞菌PAO1的基因组一共编码有8个含PilZ结构域的蛋白,其中PilZ (PA2960),HapZ (PA2799),MapZ (PA4608),PA0012和PA4324是单PilZ结构域蛋白,PilZ(PA2960)是铜绿假单胞菌PAO1产生四型菌毛(T4P)所必要的蛋白[6]。本课题组前期研究发现HapZ(PA2799)能够直接与组氨酸激酶SagS相互作用,阻断SagS向其下游的HptB的磷酸转移[7],MapZ(PA4608)能够跟甲基转移酶CheR1结合,并抑制趋化受体蛋白PctA的甲基化,通过改变趋化受体的甲基化程度来调节细菌鞭毛转动方向变化的频率[8] ......