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杀鱼爱德华氏菌(Edwardsiella piscicida)是一种胞内肠道致病菌,宿主非常广泛,能感染鱼类、两栖类、爬行动物类、鸟类和哺乳动物甚至人类。杀鱼爱德华氏菌不仅能感染上皮细胞,也能抵抗吞噬体的吞噬活性,在动物体内引起严重的疾病。杀鱼爱德华氏菌引起的爱德华病在鱼类中表现得比较明显,这些鱼类包括蓝曼龙鱼(Blue gourami fish),大菱鲆(Turbot)以及斑马鱼(Zebrafish)。杀鱼爱德华氏菌自身有两套与致病型密切相关的分泌系统,分别是三型分泌系统(Type Ⅲ secretion system,T3SS)和六型分泌系统(Type Ⅵsecretion system,T6SS)。在感染过程中,杀鱼爱德华菌会通过T3SS或者T6SS向宿主细胞注射毒力因子。这些毒力因子能影响宿主细胞中各种信号通路,使细菌在宿主体内更好地生存和增殖。三型分泌系统对沙门氏菌(Salmonella enterica)、耶尔森氏菌(Yersinia spp.)和志贺氏杆菌(Shigella spp.)等大多数病原菌来说是非常重要的。在侵染过程中,病原菌利用T3SS将效应物蛋白注射到宿主细胞内,发挥调节宿主细胞的功能,达到利于细菌生存的目的。对于杀鱼爱德华氏菌,T3SS是最重要的毒力系统之一,能帮助杀鱼爱德华氏菌在宿主细胞中生存和增殖,而更多时候T3SS是通过向宿主细胞中注射效应物蛋白来发挥功效的。因此,鉴定新的杀鱼爱德华氏菌T3SS效应物蛋白就显得非常重要,能帮助我们更好地了解宿主与病原菌之间的相互作用。在本课题中,我们以动物细胞作为研究模型,鉴定到一个新的杀鱼爱德华氏菌T3SS效应物蛋白EseK。该蛋白由基因ETAE1586编码。EseK依赖T3SS途径被分泌到细菌胞外上清和被注射到宿主细胞内,定位于宿主细胞的膜组分中。在EseK的分泌过程中,EseK的N端20个氨基酸起到分泌信号肽的功能。在对EseK进行功能研究时,我们发现EseK不仅可以抑制宿主细胞中MAPKs信号通路的p38、JNK和ERK1/2的磷酸化,而且能抑制宿主细胞中细胞因子TNF-α的表达。在细菌中,T3SS效应物蛋白通常会伴随着一个不能被分泌的分子伴侣蛋白存在,分子伴侣通常情况下会在T3SS效应物蛋白的表达、分泌或转运中起到帮助作用。在本课题中,我们通过生物信息学分析结合细菌分泌实验、胞内转运实验以及体外表达蛋白纯化并做Pull-down实验,证实由基因ETAE1587和ETAE1588编码的两个蛋白EscH和EscS是T3SS效应物蛋白EseK的Ⅰ类分子伴侣蛋白。它们都能帮助EseK分泌至细菌培养上清和转运至宿主细胞中,但是对EseK的表达和降解没有影响。体外Pull-down实验表明EseK与EscH以及EseK与EscS都能直接相互作用,三种蛋白能形成一种以EseK蛋白作为接头蛋白的三联体复合物。通过对蛋白进行截断分析,进一步研究相互作用的蛋白关键区段,我们发现EscS蛋白N端的10-21氨基酸区段对EscS结合到EseK蛋白上起到重要的作用,而EscH蛋白截断后的N端部分和C端部分都对结合EseK蛋白起作用。对效应物蛋白EseK来说,N端的73-89氨基酸区段能作为一个分子伴侣结合区段(Chaperone-binding domain,CBD)与分子伴侣蛋白EscH和EscS直接相互作用。最后,斑马鱼活体实验表明,T3SS效应物EseK以及它的两个分子伴侣蛋白EscH和EscS都能帮助杀鱼爱德华氏菌在斑马鱼的肝脏和肾脏中进行定植,都对细菌发挥毒力起到一定的作用。