野油菜黄单胞菌群体感应退出机制研究

Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) is a causal agent of crucifer black rot. Xcc produces, secrets and senses a family of signals with the cis-2-unsaturated fatty acid moiety (Diffusible signal factor, DSF) to monitor bacterial population, and to enter the quorum sensing (QS) phase. At post-QS phase, Xcc exits the QS phase by degrading DSF signal. Our previous results showed that rpfB, encoding a fatty acid CoA ligase, is required for DSF degradation. This project aims to elucidate the molecular mechanism of QS exit in Xcc. Our research plans include: (1) to identify the genes required for DSF metabolism, to verify their functions in DSF metabolism by gene deletion analysis; (2) to establish the metabolic pathway involved in DSF metabolism in Xcc. The findings of this project will further our understanding of QS exit mechanism in Xcc and probably establish a new metabolic pathway for unsaturated fatty acids.

野油菜黄单胞菌(Xcc)是十字花科作物黑腐病的致病菌。Xcc通过产生、分泌和感应长链不饱和脂肪酸信号分子DSF，感应菌群密度进入群体感应状态；感应完成后能降解DSF信号，退出群体感应状态。目前仅知道rpfB参与DSF信号降解，编码脂酰辅酶A连接酶。本项目进一步研究DSF分子被RpfB酯酰化后在Xcc体内代谢途径: (1) 系统研究参与DSF分子代谢的基因与功能，对DSF产量和其它代谢途径的影响；(2) 结合喂食实验和生物信息学分析，阐明DSF信号分子的代谢途径。研究结果有助于阐明群体感应退出机制。

本项目以野油菜黄单胞菌致病株8004和XC1为出发菌株，从分子生物学、生物化学、遗传学、免疫学和结构生物学等角度集中研究黄单胞菌中RpfB脂酰化DSF信号分子的分子机制、功能与结构基础以及DSF脂酰化后在胞内进一步的氧化代谢途径。我们主要有两方面的研究结果：（1）我们发现 RpfB在体外不同缓冲体系中蛋白质的构型不一样，有单体和多聚体两种形式，只有单体才有降解DSF活性；RpfB体外降解DSF所需的缓冲体系不能是TRIS，磷酸盐缓冲体系较好。（2）参与脂肪酸BETA-氧化的其它基因不参与DSF信号分子的降解，可能DSF-CoA参与其它途径，不是被进一步降解。这些结果显示了RpfB脂酰酶活的特异性 ，为进一步阐明其分子催化机制奠定了基础。同时，也为DSF在黄单胞菌体内的代谢机制提供了新线索。