产酶溶杆菌中一个孤立LuxR蛋白的鉴定和功能研究

【摘要】产酶溶杆菌(Lysobacterenzymogenes)是一种新型植物病害生防细菌。热稳定抗菌因子HSAF(HeatStableAntifungalFactor)是该菌中新报道的一种结构和作用方式新颖的广谱型次生抗真菌物质。本实验室已阐明该物质在产酶溶杆菌中独特的生物合成途径,但其生物合成的调控机制仍不清。多数革兰氏阴性菌采用LuxI/LuxR型群体感应(QS)系统来调控自身的生理行为。然而,有些细菌基因组中只有LuxR蛋白,缺乏与之匹配的LuxI蛋白,这样的LuxR蛋白称为孤立LuxR。我们以OH11菌株为研究对象,利用生物信息学手段,从自主测序的基因组中鉴定了LuxR蛋白,将其命名为LesR。LesR蛋白由246个氨基酸组成,序列分析表明：该蛋白具有LuxR家族蛋白典型的结构特征,即N端的信号分子的结合区域,C端含有保守的螺旋-转角-螺旋(helix-turnhelix.HTH)结构。lesR基因上下游序列分析发现没有之配对的LuxI蛋白,揭示LesR蛋白是一个孤立LuxR蛋白。过量表达LesR后,活菌拮抗和HPLC检测结果表明产酶溶杆菌OH11HSAF产量显著下降,并且对水稻纹枯病菌Rhizoctoniasolani、瓜果腐霉Pythiumapanidermatum、酵母S.cerevisiae和马铃薯环腐病菌clavibactermichiganessubsp.sepedonicum的拮抗能力显著下降。LesR过量表达可以加速OH11(lesR)菌体沉降并诱导产生了一种未知的黑色素,并且这种黑色素的产生和本实验室前期鉴定的尿黑酸无关。进一步分析表明,LesR过表达所导致的菌体沉降和黑色素的产生还依赖于实验室前期研究发现的一种群体感应信号分子DF。因为DF缺失突变体中过表达LesR后,未出现黑色素和菌体快速沉降的现象。研究发现LesR过表达所调控的HSAF的合成以及快速沉降和全局性转录调控因子Clp(cAMP-receptorlikeprotein)下调表达相关。结构域单独过表达研究还揭示C端的HTH结合结构域在LesR转录调控中起到了关键作用。蛋白双向电泳结果显示LesR过量表达后,导致了98个蛋白差异表达,其中51个上调表达,47个下调表达,表明LesR是一个广谱性的调控因子。本课题首次系统研究了一个孤立LuxR蛋白在产酶溶杆菌中功能,同时初步阐明了该蛋白对HSAF生物合成的调控机理。
【作者】徐菲菲；
【导师】刘凤权；
【作者基本信息】南京农业大学，植物病理学，2013，硕士
【关键词】产酶溶杆菌OH11；群体感应系统；孤立LuxR；热稳定抗真菌因子(HSAF)；

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