铜绿假单胞菌酰基载体蛋白与N-酯酰高丝氨酸内酯合成

Pseudomonas aeruginosa is an important opportunistic hunman pathogen causing serious infections in bacteremia, urinary system and respiratory system. On the base of preliminary data in the literature, this proposal aims to investigate the role of three acyl carrier proteins in the biosynthesis of two kinds of N-acyl-L-homoserine lactones by using a combination of methods including genetic complementation, assay of enzyme kinetics and gene knockout. The scientific achievement of this proposal will benefit to understand the functions of three acyl carrier proteins in the biosynthesis of two kinds of N-acyl-L-homoserine lactone and provide new strategy to control the infection caused by Pseudomonas aeruginosa.

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是引起菌血症和泌尿系统、呼吸系统感染的重要条件致病细菌之一。本课题组在前人工作基础上，采用遗传互补、体外酶学分析和基因敲除等技术手段，开展铜绿假单胞菌三个酰基载体蛋白与两种群体感应信号分子合成关系的研究。其目的是阐明铜绿假单胞菌三个酰基载体蛋白在N-酯酰高丝氨酸内酯合成中的作用，为临床抗感染提供新的思路。

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是引起菌血症和泌尿系统、呼吸系统感染的重要条件致病细菌之一，它具有强大的外排系统、整合子介导的多重耐药性以及能形成生物被膜，是临床抗感染的一大挑战。酰基载体蛋白是生物体脂肪酸合成的重要组成成分，它负责连接和呈递所有中间产物给脂肪酸合成过程中各种酶，还能作为脂酰基团的载体参与N－脂酰高丝氨酸内酯、鼠李糖脂等致病因子的合成。铜绿假单胞菌有三个酰基载体蛋白基因，分别acpP、acp1和acp3。为了阐明铜绿假单胞菌三个酰基载体蛋白的生物学功能及其对N－脂酰高丝氨酸内酯等致病因子合成的影响，为临床抗铜绿绿假单胞菌感染提供新思路，本研究构建的acp突变株，采用遗传互补、体外酶学分析和生物功能分析等技术手段，开展了铜绿假单胞菌三个酰基载体蛋白与群泳运动、鼠李糖脂合成、群体感应信号分子合成、脂肪酸合成、蹭行运动和其他致病因子合成关系的研究。研究结果表明，铜绿假单胞菌acpP基因被大肠杆菌acpP基因替代后，铜绿假单胞菌的群泳能力丧失，其鼠李糖脂合成量下降，N－丁酰高丝氨酸内酯和N－3－酮基豆蔻酰高丝氨酸内酯的合成、蹭行运动、LasA蛋白酶的分泌也受到了抑制。另一方面，铜绿假单胞菌acp1和acp3突变则对其运动能力、鼠李糖脂合成和N－脂酰高丝氨酸内酯的合成均未产生显著影响。此外，用大肠杆菌acpP基因替代铜绿假单胞菌acpP基因，对铜绿假单胞菌的脂肪酸合成和铁载体合成没有影响，而其绿脓菌素产量却比野生型产量高。本研究证明铜绿假单胞菌acpP基因是其进行群泳的必需基因，acpP基因突变使铜绿假单胞菌鼠李糖脂合成减少是造成其群泳能力丧失的原因之一。acpP突变株N－脂酰高丝氨酸内酯合成量的减少影响了铜绿假单胞菌的群泳运动，同时也抑制了LasA蛋白酶的分泌和蹭行运动的进行，但绿脓菌素的合成和铁载体的形成的并未受抑制，表明这两种致病因子除了受信号分子调节外还受到其他因素的影响。