氨基酸代谢变化引起的c-di-GMP稳态波动对大肠杆菌致病过程中菌毛合成的影响

作者：孙敏; 高兴; 任方勋; 白乾坤; 泮欣铭; 马家乐^*; 姚火春

来源：南京农业大学学报, 2022, 45(01): 113-123.

• 第二信使环二鸟苷酸
• 尿道致病性大肠杆菌
• P菌毛
• I型菌毛
• 氨基酸代谢

[目的]细菌能够合成多种信号分子,调控自身在各种营养状态或应激条件下的生长代谢及毒力发挥。第二信使环二鸟苷酸(c-di-GMP)在致病菌感应氨基酸饥饿(AAS)的过程中发挥重要作用,调控多种生理活动并显著影响其毒力发挥。本文旨在研究c-di-GMP在尿道致病性大肠杆菌(UPEC)尿道定殖及毒力发挥过程中的作用。[方法]采用尿液培养UPEC,结合转座子突变技术筛选氨基酸代谢相关生长缺陷基因,采用基因敲除技术、特定氨基酸回补及小鼠尿道感染模型验证尿液生长及尿道定殖缺陷表型;借助表达谱数据、RT-qPCR及β-半乳糖苷酶活性测定法筛选并鉴定受氨基酸饥饿影响的毒力基因及c-di-GMP相关基因;通过多基因敲除及回补技术、凝胶阻滞试验(EMSA)鉴定c-di-GMP对毒力基因的调控机制。[结果]精氨酸、异亮氨酸及蛋氨酸代谢失衡引起UPEC在尿液中生长缺陷,尿道定殖能力显著下降及局部c-di-GMP稳态破坏;YciR及YcgF相关c-di-GMP体系失衡显著下调菌毛基因簇表达;YciR通过调节子MlrA直接调控P菌毛基因簇表达;YcgF通过下游配对调节子YcgE直接调控P菌毛基因簇表达。[结论]c-di-GMP感应尿道定殖过程中的特定氨基酸饥饿,调控菌毛等黏附因子合成,促进UPEC完整毒力发挥。

• 单位
  江苏省农业科学院