铜绿假单胞菌中PltZ感应外源性2,4-DAPG并调节新型抗生素外排泵PltIJKNOP

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铜绿假单胞菌是一种具有高复发率及致死率的院内机会致病菌,它主要感染由于囊性纤维肺或癌症等疾病导致的免疫力低下的患者。目前,大量研究表明铜绿假单胞菌容易产生多重耐药性,而多重耐药性是导致铜绿假单胞菌感染后治疗效果差的重要原因。一些特定的铜绿假单胞菌可产生具有生防活性的藤黄绿菌素,其生物合成基因由pltRM-pltLABCDEFG和pltZ-pltIJKNOP基因簇组成,但pltZpltIJKNOP基因簇的具体功能尚不明确。因此,我们研究了铜绿假单胞菌ATCC27853中pltZ-pltIJKNOP基因簇的生物学功能。本研究发现,铜绿假单胞菌ATCC27853中pltZ-pltIJKNOP基因簇和抗生素的抗性有关,MIC实验结果显示,氯霉素及氨苄霉素对pltI基因敲除株的MIC值较野生型降低了4倍,而氯霉素及氨苄霉素对pltZ基因敲除株的MIC值较野生型升高了4倍;PltZ通过结合pltIJKNOP操纵子的启动子区域的16 bp半回文序列来抑制PltIJKNOP外排泵的表达,抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)通过识别转录因子PltZ来促进两者的部分解离,进而诱导pltIJKNOP操纵子的表达;定量蛋白组学的结果表明,除了抑制PltIJKNOP外排泵的表达外,PltZ还参与调节铜绿假单胞菌ATCC27853的葡萄糖、氨基酸、金属离子及菌素的转运过程。综上所述,本研究揭示了转录因子PltZ的全局性调控功能,并为铜绿假单胞菌产生多重耐药性这一表型提供了一种新的分子机制解释。
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