细菌感染能自愈吗果蝇后,怎么能把细菌的细胞从果蝇的血淋巴中分离出来

研究被石油污染过的土壤中细菌数量.并从中筛选出能分解石油的细菌.为了分离和纯化高效分解石油的细菌.科研人员利用被石油污染过的土壤进行如图A所示的实验.(1)配置好的培养基通常可以使用 法灭菌.与步骤②中培养基成分相比.步骤③中培养基成分的最大区别是 .(2)接种细菌常用的方法有 .若经过④过程后获得的结果为图B所 题目和参考答案——精英家教网——
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研究被石油污染过的土壤中细菌数量,并从中筛选出能分解石油的细菌.为了分离和纯化高效分解石油的细菌,科研人员利用被石油污染过的土壤进行如图A所示的实验.(1)配置好的培养基通常可以使用法灭菌.与步骤②中培养基成分相比,步骤③中培养基成分的最大区别是.(2)接种细菌常用的方法有.若经过④过程后获得的结果为图B所示,则所操作方法如图C中的所示.(3)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是.对步骤⑤中某瓶中细菌计数的方法有两种,一种方法是,其菌落数可代表活菌数;另一种方法是,该方法需要借助一块特殊的载玻片,其名称为.
考点:培养基对微生物的选择作用,微生物的分离和培养
分析:从土壤中分离微生物的一般步骤是:土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株.筛选菌株的过程要使用选择培养基,操作过程中要注意无菌操作,常用的固体培养基上接种方法主要有平板划线法和稀释涂布平板法.微生物计数可用稀释涂布平板法和血球计数板计数法.
解:(1)培养基灭菌突触使用用高压蒸汽灭菌,为筛选出能分解石油的细菌,所以石油是唯一碳源.(2)接种细菌常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法.图B为平板划线法,如图甲所示.(3)步骤⑤进一步操作是为筛选出分解石油能力最好的细菌,微生物计数可用稀释涂布平板法和血球计数板计数法.故答案为:(1)高压蒸汽灭菌 &&&&&石油是唯一碳源(2)平板划线法和稀释涂布平板法&&甲(3)筛选出分解石油能力最好的细菌&&&&&稀释涂布平板法& &显微镜直接计数(血球计数板计数法)& 血细胞计数板(血球计数板)
点评:本题主要考查微生物的筛选与分离与微生物的计数等知识,意在加强学生对相关知识点的识记与理解.
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科目:高中生物
如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程.下列有关叙述不正确的是(  )
A、从良种母牛采集卵母细胞时采用激素处理,常使用的激素是促性腺激素B、胚胎移植的最适宜时期是发育到8细胞以上的胚胎,提高优良母畜的繁殖率C、体外培养时,除了给予一定量的O2外,还需要提供CO2气体以维持培养液的pHD、将人类白细胞介素基因导入牛受精卵,获得转基因母牛后,如果母牛的体细胞中含有人类白细胞介素基因即说明目的基因表达
科目:高中生物
请回答下列生物技术方面的问题.(1)筛选产耐高温淀粉酶的微生物应选择以淀粉为唯一的培养基,并在条件下培养.筛选纤维素分解菌的方法是,产生纤维素酶的菌落周围会出现.(2)玫瑰油是香料工业中的“液体黄金”,其化学性质稳定,难溶于,易溶于,能随水蒸气一同蒸馏,一般采用水蒸气蒸馏法提取;橘皮精油的提取则常采用压榨法,提取之前需用浸泡,以提高出油率;提取胡萝卜素常用萃取法,萃取之前需对胡萝卜进行粉碎和干燥,干燥时要注意控制,否则会导致胡萝素分解.(3)利用月季的花药离体培养产生单倍体时,选材非常重要,一般来说,在期花药培养的成功率最高.为了选择该期的花药,通常选择的花蕾.
科目:高中生物
如图为人体内某蛋白质合成过程.请据图回答:(1)图中物质G是,合成该物质所需原料是(2)图中所示在细胞核内发生的过程称为,在细胞质中发生的过程称为.(3)图中物质B是,物质E是.
科目:高中生物
果蝇的染色体组如图所示.如果Ⅳ号染色体多一条(这样的个体称为Ⅳ一三体)或少一条(Ⅳ一单体)均能正常生活,而且可以繁殖后代.三体在减数分裂时,3条同源染色体中的任意2条配对并正常分离,另1条染色体随机移向细胞一极,各种配子的形成机会和可育性相同.请分析回答下列问题:(1)从变异类型分析,单体果蝇的形成属于.(2)Ⅳ一三体雄果蝇在减数分裂时可产生种精子,次级精母细胞中含Y染色体的数目是.(3)野生型果蝇(EE)经基因突变可形成无眼果蝇(ee),该等位基因位于Ⅳ号染色体,据此回答以下问题(注:实验中的亲本无眼果蝇染色体组成均正常).①基因E和e的根本区别是.②将无眼果蝇与野生型Ⅳ一单体果蝇杂交,子一代的表现型及比例为.③将无眼果蝇与野生型Ⅳ一三体果蝇杂交,子一代中,正常:三体等于.(4)白眼雌果蝇(XwXw)和红眼雄果蝇(XWY)交配,在无基因突变的情况下,子一代中出现了一只白眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇,请回答:①子一代中白眼雌果蝇和红眼雄果蝇的基因型分别是、.(提示:果蝇的性别是由X染色体的条数所决定的,只有两条X染色体才能产生足够的雌性化学信号.)②子一代出现的红眼雄果蝇是亲本中(填“雌”或“雄”)果蝇在减数第次分裂异常所致.(5)果蝇体表硬而长的毛称为刚毛,一个自然繁殖的纯合直刚毛果蝇种群中,偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇.①若不考虑环境因素的影响,卷刚毛性状最可能来自.②将这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,Fl全部直刚毛,F1雌雄果蝇随机交配,F2中直刚毛雌果蝇:直刚毛雄果蝇:卷刚毛雄果蝇=2:l:l,据此现象请提出一种合理的.
科目:高中生物
下列关于单克隆抗体制备过程的叙述,正确的是(  )
A、要用已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合B、动物体细胞融合的诱导方法与植物体细胞完全相同C、杂交瘤细胞的培养只能在体外条件下进行D、该技术获得的一种单克隆抗体可以治疗多种疾病
科目:高中生物
将细菌放在固体培养基上培养,它会繁殖形成菌落.某实验小组想检测A、B两种抗生素的杀菌作用,下列哪组方案最合适(  )(图中,A表示含有A抗生素,B表示含有B抗生素,+表示含有细菌,-表示不含有细菌)
A、B、C、D、
科目:高中生物
能促进幼小动物个体生长发育的激素是(  )
A、性激素B、胰岛素C、生长素D、甲状腺激素
科目:高中生物
利用下列细胞工程技术培育出的新个体中,只具有一个亲本遗传性状的是(  )①细胞和组织培养&&&& ②细胞融合&&&& ③动物胚胎移植&&&& ④扦插﹑嫁接技术.
A、①②B、②③C、①④D、②④
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请输入姓名
请输入手机号果蝇与人类相似,均属于XY型性别决定。下表列出了人类、果蝇的性染色体组成与性别的关系。已知在减数分裂时,3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离,另1条染色体随机移向细胞一极,各种配子的形成机会和可育性相同。正常正常异常异常异常性染色体组成XYXXXXYXOXYY人类的性别雄雌雄雌雄果蝇的性别雄雌雌性可育雄性不育雄性可育(1)由上表可知,Y染色体只在(填“人类”或“果蝇”)的性别决定中起主导作用。(2)从变异类型分析,XYY异常果蝇的形成属于,原因是亲代中果蝇减数第次分裂的后期发生异常所致。(3)现有一个棒眼雌果蝇品系XnBXb,其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因n,且该基因与棒眼基因B始终连在一起,如图所示。某棒眼雌果蝇(XnBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交,子代中雌果蝇既有棒眼也有正常眼,而雄果蝇只有正常眼,请用遗传图解说明出现上述现象的原因。(要求写出配子)(1)人类(2)染色体数目变异,雄,二(3)见右边遗传图解浙江省温州八校2013届高三9月期初联考生物试卷答案
(1)人类? (2)染色体数目变异,雄,二(3)见右边遗传图解相关试题肽聚糖在机体免疫中的作用与应用-技术前沿-新闻中心-国家标准物质网
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肽聚糖在机体免疫中的作用与应用
【来源/作者】内蒙古农业大学——周凯 【更新日期】 15:39:09
1.肽聚糖的结构
肽聚糖是由若干肽聚糖单体聚合成的多聚糖。肽聚糖单体包括肽和聚糖两部分,其中肽由四肽链和肽间桥组成,而聚糖是由N-乙酰胞壁酸(iv0和N-乙酰葡糖胺(G)两种单糖通过1,4糖苷键连接而成。并根据四肽链中第三位氨基酸的不同,将肽聚糖分为两大类:L.赖氨酸型(Lys型)以及二氨基庚二酸型(Dap型)。不同种类的细菌,肽聚糖的层数、结构和含量不同,革兰氏阳性茵的肽聚糖多是Lys型且含量较高,达细胞干重的90%以上;革兰氏阴性菌中主要是Dap型肽聚糖且含量较低,仅是位于细菌细胞壁脂多糖(LPS)T薄薄的一层,占细胞干重的5%一20%(Schleifer and Kandler,1 972;DoNe and Dziarski,2001;Ibsenthal and Dziarski,1 994)。
2.肽聚糖的免疫刺激功能
先天免疫系统识别外界病原菌是通过一系列的模式识别受体,这些模式识别受体在进化中高度保Cf(Hoffmann et a1.,1999;Janeway and Mexizhitov,2002).肽聚糖就是先天免疫系统十分理想的识别靶点。因为肽聚糖是几乎所有细菌必须且特有的组成成分,而真核细胞不具有(Schleifer and Kandler,1972;DoNe and Dziarski.2001;RosenthalandDziarski,1994).在固有免疫系统中,肽聚糖是一种重要的病原相关分子模式,是动物免疫系统的激活剂。
肽聚糖是动物体内常见的炎症刺激因子,许多学者在多种动物和细胞模型上研究了肽聚糖的促炎症特性。有研究者利用细菌的细胞质,细胞壁,多糖和肽聚糖等注射到小鼠的腹腔,结果都诱导了巨噬细胞和炎症细胞的反应,而其中肽聚糖的诱导力最强。肽聚糖作用于吞噬细胞、嗜中性粒细胞及表皮细胞使其活化,能产生出IL.1,IL.6和TNF.仪等细胞因子。肽聚糖或者其片段被宿主识别进而诱导一系列生化反应,包括炎症、化脓、关节炎、发热、食欲降低、低血压、白细胞增多、血小板减少等(Dziarski et a1.,2000;Doyle et a1.,2001)。动物机体是通过PGRPs等识别细菌细胞壁的肽聚糖,对入侵机体的细菌做出相应的免疫应答,抵御病原菌的入侵。
3.肽聚糖识别蛋白的研究进展
3.1肽聚糖识别蛋白的发现及分类
1996年Yoshida首次从蚕的血淋巴中发现了一种能结合细菌细胞壁的肽聚糖并激活酚氧化酶级联反应的蛋白。将其命名为肽聚糖识别蛋白(PGRP)(Yoshida eta1.,1996)。接着Kang等在蛾体内发现并克隆了其同源序歹1](Kang et a1.,1998)。此后,学者们从果蝇、斑马鱼、小鼠、骆驼、牛、猪以及人等体内成功克隆出PGRPs的同源基因。科学家发现PGRPs是一类从昆虫到哺乳动物都高度保守的模式识别受体。然而,到目前为止在植物和低等后生动物中并没发现PGRPs。昆虫通常有很多PGRP基因,如黑腹果蝇有13种PGRP基因能编码多达19种蛋(Kanget a1.,1998;Wemer et a1.,2000),冈比亚按蚊有7种PGRP基因,能编码9种蛋白(Christophides et a1.,2002)。根据其mRNA转录本的长度,通常将PGRP基因分为短型和长型两类(PORP.S,PGRP.L)。哺乳动物有4种PGRPs,除了短型和长型外还有两种中间型PGRP—Ia和PGRP—Ip,后来这四种PGRPs分别更名为PGLYRPl,PGLYRP2,PGLYRP3和PGLYRP4(Liu et a1.,2001)。
3.2肽聚糖识别蛋白的结构和特异性
所有的PGRPs的C端都至少含有一个PGRP结构域。该结构域约165个氨基酸长度,结构上和噬菌体2型酰胺酶相似(Royet et a1.,2007)。这个结构域占据了短型PGRPs的大部分序列。一些PGRPs如黑腹果蝇的PGRP.LF以及哺乳动物的PGLYRP3和PGLYRP4具有2个PGRP结构域,这两个结构域相似但不完全相同。短型PGRPs长度一般约为200个氨基酸残基,包括一个肽段和一个结构域。长型PGRPs长度至少是短型PGRPs的两倍,常具有一个C-端PGRP结构域和一个N-端特异的氨基端序列。几乎所有的PGRPs都具有一个二硫键,该二硫键由位于PGRP结构域且相邻的两个半胱氨酸残基组成,是PGRPs保存结构完整和活性所必须的。多数脊椎动物PGRPs和某些无脊椎动物PGRPs具有两个额外的半胱氨酸残基,形成第二对二硫键。并且许多哺乳动物PGRPs如PGLYRPl还具有另外一对半胱氨酸残基,形成第三对二硫键。一些PGRPs属于跨膜蛋白(如黑腹果蝇的PGRP.LC和PGRP—LF),还有一些属于胞内蛋白(如黑腹果蝇的PGRP—LE)。多数PGRPs属于分泌蛋白,如哺乳动物的四种PGRPs均属于分泌蛋白,并且常常形成聚合体,PGLYRPl、PGLYRP3、PGLYRP4通常通过二硫键形成聚合体,PGLYRP2也能形成聚合体,但不是通过二硫键所形成(Zhang et a1.,2005;Lu et a1.,2006;De Pauw et a1.,1995)。并且如果PGLYRP3和PGLYRP4在同一细胞内表达,它们会毫不例外地通过二硫键形成聚合体(Lu et al 2006)。昆虫PGRPs并没发现能通过二硫键形成聚合体,但能通过配体结合诱导一定程度低聚化(Mellroth et a1.,2005;Choe et a1.,2005)。晶体结构分析发现PGRP结构域同噬菌体2型酰胺酶相似,具有3个仅螺旋和一折叠(Royet et a1.,2007;Dziarski et a1.,2006)。分子前部有一个肽聚糖结合沟,背部有一个噬菌体2型酰胺酶所不具有的PGRP特有片段。该片段通常具疏水性且不同PGRPs结构不同,它可能具有结合其他配体或分子的能力(Kim eta1.,2003)。所有非哺乳动物体内具有酰胺酶活性的PGRPs以及哺乳动物PGLYRP2在其肽聚糖结合沟内都具有一个zn2+结合位点,该位点包含两个组氨酸、一个酪氨酸和一个半胱氨酸。而在不具酰胺酶活性的PGRPs中该位点的半胱氨酸由丝氨酸代替(Wang et al 2003;Gelius et al 2003)。
PGRPs的肽聚糖结合沟对胞壁酰五肽或四肽片段具有很高的亲和性,并且这种结合会引起PGRP结构域发生改变或者引起其他PGRP分子的反应,这两种改变都能将胞壁酰肽段牢牢锁定在结合位点。许多PGRPs对PGN的肽段中不同的氨基酸以及不同的N.乙酰胞壁酸具有不同的偏好,t生(Guan et a1.,2004;Royet et a1.,2007)。尽管大多数PGRPs都能结合肽聚糖,但一些PGRPs对其他分子如脂多糖(LPS)和脂磷壁酸也具有高亲和性,这些分子通常结合在肽聚糖结合沟外(Liu et a1.,2000;Sharma et a1.,201 1)。
3.3肽聚糖识别蛋白的表达
3.3.1昆虫肽聚糖识别蛋白的表达
多数昆虫PGRPs是在其免疫器官中表达,这与PGRPs在昆虫免疫系统中的作用相一致(Kang et a1.,1998;Ashida and Brey,1997;Ochiaiet a1.,1999;Wemer eta1.,2000;Dimopoulos et a1.,2002;Christophides et a1.,2002)。昆虫的PGRPS和其他短型PGRPs主要是在脂肪体细胞中合成和诱导,并在昆虫的血淋巴和角质层中表达,PGRP.S在昆虫的表皮细胞和肠道也有所表达,血细胞中主要表达PGRPL,只有少量的PGRP.S在其中表达。在感染细菌或者在有纯化的细菌PGN的条件下,一些短型PGRPs和PGRPL的表达量会上升(Kang et a1.,1998;Ochiai and Ashida,1999;Wemeret a1.,2000;Dimopoulos et a1.,2002;Christophides et a1.,2002)。不同的刺激会诱导不同的PGRPs产生不同的表达结果,这提示诱导具有特异性,并且不同的PGRPs具有不同的功能(Christophides et a1.,2002;Dimopoulos et a1.,2002)。
3.3.2哺乳动物肽聚糖识别蛋白的表达
PGLYRPl主要在人和小鼠骨髓中的多形核白细胞(PMN)和其前体细胞中表达(Kang et a1.,1998;Liu et a1.,2001),并通过吞噬过程中的胞吐作用释放出来。PGLYRPl也在哺乳期的乳腺中表达(Kappeler et a1.,2004),牛的PGLYRPl在嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞中也有表达(Tydell et a1.,2002)。PGLYRPl在肠道的M细胞(Lo et a1.,2004)和许多非免疫细胞如上皮细胞和成纤维细胞中也有低量表达(Saha et a1.,2009;Uehara et a1.,2005;Ghosh et a1.,2009)。
PGLYRP2在肝脏中特异性表达,并从肝脏中分泌到血液去(Lu et a1.,2004;Zhang et a1.,2005)。PGLYRP2在口腔和肠道上皮细胞中也有低水平的表达(Lo et a1.,2004;Uehara et a1.,2005)。PGN诱导PGLYRP2的表达需要依赖核苷酸结合寡聚化结构域2(NOD2)(Saha et a1.,2009)。一些哺乳动物表达不同拼接形式的PGLYRP2,这些不同拼接形式的PGLYRP2很有可能具有不同的作用。如猪的PGLYRP2基因有长型和短型两种拼接形式。它们都具有酰胺酶活性,长型的PGLYRP2和人类PGLYRP2表达相似。
PGLYRP3和PGLYRP4选择性表达于皮肤上皮、发囊、皮脂腺、汗腺,眼睛的睫状体和角膜上皮细胞,唾液腺的粘液分泌细胞,咽喉的粘液分泌腺(选择性表达PGLYRP4,不表达PGLYRP3),舌和食管的鳞状上皮细胞,胃的胃酸分泌壁细胞(PGLYRP3),分泌糖蛋白的颈粘液细胞(PGLYRP4),小肠和大肠的柱状吸收细胞,但在产生抗菌肽的粘液分泌杯状细胞以及潘氏细胞中不表达(Lu et a1.,2006;Mathur et a1.,2004)。细菌及其产物能增加角质细胞(Lu et a1.,2006)、成纤维细胞(Saha et a1.,2009)和口腔上皮细胞(Uehara et a1.,2005)中PGLYRP3和PGLYRP4的表达,这可能是激活了Toll样受体(TLR2),TLR4、NODl和NOD2。
3.4肽聚糖识别蛋白的功能
3.4.1昆虫肽聚糖识别蛋白的功能
3.4.1.1识别、结合、水解肽聚糖
昆虫的所有的PGRPs都具有识别和结合PGN的功能,但昆虫的PGRPs对PGN的结合具有偏好性,一些昆虫PGRPs选择性识别L型PGN(如PGRPSA)和D型PGN(PGRP—LC,PGRP.LE),并且PGRPs结合细菌或者PGN的活性也不同。果蝇的PGRP.SCl,PGRP.SBl以及PGRP.LB具有酰胺酶活性,能水解PGN中N乙酰胞壁酸与L.丙氨酸之间的酰胺键,并能移除糖链间的肽段。其他很多PGRPs也预测具有酰胺酶活性,因为在其酰胺酶活性位点具有保守的氨基酸。
3.4.1.2激活酚氧化酶原级联反应
昆虫的免疫系统由三个主要的防御机制组成,第一个就是激活酚氧化酶信号通路。一些PGRPs如家蚕的PGRP—S(Youshida et a1.,1996)和果蝇的PGRPLE(Takehana et a1.,2002)是级联反应的启动者,当这些PGRPs与细菌细胞壁成分结合后,会形成激活酚氧化酶原的复合物,将酚氧化酶原激活成酚氧化酶,酚氧化酶能将酚类氧化成醌,进而形成对微生物具有毒性的高度交联的黑色素,包围在微生物周围,从而达到杀菌的目的。
3.4.1.3调节抗茵肽表达
(1)通过激活Toll信号通路调控抗菌肽的表达
在果蝇中,Toll信号通路主要被革兰氏阳性菌激活,并诱导脂肪体细胞的抗菌肽(AMPs)的表达。抗菌肽然后被释放到血淋巴循环中去杀灭病菌。PGRP家族中的两个成员PGRP.SA、PGRP.SD和革兰氏阴性结合蛋白I(GNBPI)组成了一个Toll信号通路上游的模式识别受体复合物(Michel et a1.,2001;Gobert et a1..2003;Bischoff et a1.,2004;Wang et a1.,2008),能识别并结合革兰氏阳性菌细胞壁的PGN,PGRPSA激活蛋白酶级联反应最终将内源性配体Spaetzle激活,Spackle能使Toll受体二聚化并激活Dif和Dorsal两个转录因子,进而调节下游的核转录因子1(B(NF.KB),调控抗菌肽表达,抵御革兰氏阳性菌的入侵。Toll信号通路成分或者受体有缺陷的突变果蝇,更加容易感染革兰氏阳性菌(Michel et a1.,2001;Rutschmann et a1.,2000)。有学者发现真菌通过革兰氏阴性菌结合蛋白3也能激活此通路。
(2)通过激活IMD信号通路调控抗菌肽的表达
IMD信号通路的受体蛋白和Toll信号通路无关,并且全部属于PGRP家族。主要的跨膜受体是PGRP.LC,它一方面是微生物结合蛋白,因为它具有膜外的PGRP结构域;另一方面它也是信号受体,因为它膜内的部分能直接调控IMD(与哺乳动物的RIPl同源)(Choe et a1.,2002;Cottar et a1.,2002;Ramet et a1.,2002;Choe et a1.,2005),在这条通路里PGRP—LC和哺乳动物的TLRs相似但又不同于果蝇的Toll蛋白。基因编码PGRP.LC形成三种亚型(X,Y,a),这三种亚型具有相同的膜内部分,但膜外部分不同。PGRP.LCa和PGRP.LCx构成能识别PGN单体片段的受体,比如气管细胞毒素(TCT)。PGRP.LCx的同源聚合物能识别多聚的PGN。PGRP家族中的另一成员PGRP.LF能和PGRP。LCx形成异源聚合体,以防止形成PGRP.LCa.PGRP.LCx聚合物。通过这种竞争性结合达到反向调节IMD信号通路的作用(Maillet Eet a1.,2008;Basbous N.et a1.,2011)。研究发现PGRP.LCa和PGRP.LCx激活IMD信号通路,通过控制Rel家族转录因子Relish诱导抗肽的表达。在果蝇中,Dap型PGN也能被PGRP.LE识别,PGRP.LE有两种形式(PGRP—LEft和PGRP—LEpg)。PGRP.LE对Dap型PGN有很强的亲和力,具有胞内胞外的识别功能,能诱导抗菌肽表达,其过量表达也能激活IMD的信号通路。
3.4.1.4促进和调节吞噬
昆虫的PGRPs还参与其它一些抗菌机制。在果蝇中, 全长PGRP-LEgGRP—LEfl)能通过促进自我吞噬来消灭胞内的细菌(如李斯特菌)(Yanoet a1.,2008),此过程是独立于IMD信号通路的,具有抵御胞内病原菌的作用。一些膜外的PGRPs具有抗菌蛋白的作用(如PGRP.SB),还有一些PGRPs具有调理素的作用(如PGRP.SC)能调节吞噬(Royet et a1.,2007;Dziarski et a1.,2006;Mellroth et a1.,2006)。
3.4.1.5调节微生物区系
在未感染的果蝇肠道中表达的AMPs处于基础水平,但饲喂一些感染微生物的食物(如腐烂的水果)后,AMPs的转录显著上升。研究表明。肠道中依赖IMD途径产生的AMPs是果蝇抵御外界病原微生物所必需的,IMD信号通路在建立肠道微生物区系中扮演重要角色。最近的研究表明,PGRPs家族成员在果蝇肠道对内源性微生物的包容上发挥重要作用。19种果蝇PGRPs中有7个具有酰胺酶活性,能将具有促炎作用的PGN裂解成非刺激性的胞壁肽(Bischoff et a1.,2006;Zaidman.Remy et a1.,2006),这样就能维持肠道中PGN在一个基础水平,防止过度激活IMD信号通路,从而维持肠道微生物区系。最近研究还发现,在果蝇肠道中,PGRP.LC能通过活性氧(ROS)途径调节肠道微生物(Ha et a1.,2009)。
3.4.2哺乳动物肽聚糖识别蛋白的功能
3.4.2.1识别、结合、水解肽聚糖
哺乳动物有四种PGRPs.PGLYRPl、PGLYRP2、PGLYRP3、PGLYRP4。这四种都是分泌蛋白,都具有识别和结合PGN的功能,但只有PGLYRP2具有酰胺酶活性,PGLYRP2是一种能水解细菌细胞壁PGN中N.乙酰胞壁酸与L一丙氨酸之间酰胺键的酶。它所偏好的底物是可溶的PGN片段,如PGN水解酶和溶菌酶素的水解产物,但细胞壁中完整的PGN并不是PGLYRP2好的作用底物,PGLYRP2水解的最小PGN片段是胞壁酰三肽,PGLYRP2不能酶解胞壁酰二肽(Wang et a1.,2003)。血清中的PGLYRP2和昆虫中具有酰胺酶活性的PGRPs一样,扮演着“清道夫”的角色,能中和促炎的PGN(Hoijer et a1.,1997),因此在组织中PGLYRP2能参与炎症反应的应答,这个过程是独立于其水解和结合PGN功能的(Saha et a1.,2009)。PGLYRPl、PGLYRP3、PGLYRP4不具有酶活性,因为它们的酶活催化位点中的半胱氨酸被一个丝氨酸代替(而半胱氨酸是其能结合zn2+的关键)(Wang et a1.,2003;Gelius et a1.,2003)。
3.4.2.2抑菌和杀菌活性
人PGLYRP 1、PGLYRP3、PGLYRP4以及PGLYRP3:PGLYRP4二聚体对许多致病和非致病的革兰氏阳性和革兰氏阴性菌具有杀菌或抑菌作用(Lu et a1.,2006;TydeU et a1.,2002;Tydell et a1.,2006;Wang et a1.,2007)。其它哺乳动物的PGLYRPl、PGLYRP3和PGLYRP4具有类似的抗菌作用。牛的PGLYRPl还对真菌具有杀灭作用(Tydell et a1.,2002;Tydell et a1.,2006)。
3.4.2.3调节炎症和微生物区系人
们推断哺乳动物具有酰胺酶活性的PGLYRP2在体内具有抗炎作用,因为昆虫中具有PGN水解酶活性的PGRPs具有抗炎特性,能通过水解促炎的PGN防止昆虫出现过高的炎症(Mellroth et a1.,2003;Zaidman.Remy et a1.,2006;Bischoffet a1.,2006)。但是和预测相反,研究发现,在用PGN诱导急性炎症和关节炎的小鼠体内,PGLYRP2具有促炎作用,PGLYRP2的促炎作用和它的酰胺酶活性无关(Saha et a1.,2009)。相反,在同样的炎症模型中,PGLYRPl具有抗炎作用。此外,PGLYRP2除了具有酰胺酶活性,同时发挥着“警报素”的作用,这和抗菌肽如防御素相似,一方面具有抗菌活性,另一方面也能提高机体对免疫和炎症的应答(Biragynetal.,2002)。哺乳动物的四种PGRPs都能控制和维持肠道正常的微生物区系,防止过高的炎症引起的组织损伤和结肠炎(Saha et a1.,2010)。
3.5肽聚糖识别蛋白和抗菌肽的关系
抗菌肽(Antibacterialpeptide,AMP)是生物体内由特定基因编码的一类活性多肽,具有广谱的抗细菌、真菌、病毒以及其他微生物的功能。抗菌肽是哺乳动物体内固有免疫的重要组成部分,参与先天免疫和炎性应答,能保护机体免受外界病原微生物的入侵。
3.5.1昆虫肽聚糖识别蛋白和抗菌肽的关系
昆虫能通过Toll信号通路(主要针对革兰氏阳性菌)和IMD信号通路(主要针对革兰氏阴性菌)调节抗菌肽的表达,抵御外界病原微生物的入侵。
3.5.2哺乳动物肽聚糖识别蛋白和抗菌肽的关系
哺乳动物的4种PGRPs中,只有PGLYRP2具有酰胺酶活性,能水解细菌细胞壁的肽聚糖。而PGLYRPl,PGLYRP3和PGLYRP4是一类全新的杀菌蛋白,它们与目前已知的哺乳动物抗菌肽相比,具有不同的结构、杀菌机制和表达方式(Lu et a1.,2006;Wang et a1.,2007;Dziarski et a1.,2006)。
哺乳动物PGRPs分子量比目前已知的脊椎动物抗菌肽大很多。哺乳动物的PGLYRPl,PGLYRP3,PGLYRP3:4,和PGLYRP4均由二硫键连接并且糖基化,大小分别为44 kDa,89 kDa,98kDa和115 kDa(Lu et a1.,2006),而哺乳动物的抗菌肽一般只有3.15 kDa,如PR-39,分子量约为4.7kDa。哺乳动物PGRPs和抗菌肽具有不同的抗菌机制。哺乳动物的PGRPs主要作用于细菌细胞壁的肽聚糖,破坏细胞壁,然后穿过细胞膜杀灭细菌。其杀菌活性同时需要二价阳离子(如zd+,Ca2+)和N.端糖基化(Lu et a1.,2006)。;而抗菌肽如防御素或蛙皮素主要通过膜作用机制破坏细菌的细胞膜来杀菌。哺乳动物PGRPs在动物体内的表达位点和抗菌肽类似,如在吞噬细胞、皮肤、黏膜等都有表达。但抗菌肽也有特异的表达位点,如一些细胞能大量产生抗菌肽如潘氏细胞能分泌防御素,磷脂酶A2(PLA2)和溶解酵素等但不表达PGRPs(Lu et a1.,2006)。
哺乳动物PGRPs和抗菌肽具有协同的抗菌作用,相关研究表明,单独添加低浓度的PGRPs和抗菌肽如人嗜中性防御素.I(HNP.1)、人p.防御素.3(HBD.3)均无杀菌作用,但同时添加两者却能上万倍地提高杀菌效果(Lu.et a1.,2006;Wanget a1..2007)。
Sang等2005年通过基因沉默和超表达方式研究了猪的长型肽聚糖识别蛋白0PGIYRP2)的两个亚型pPGRP-L1和pPGRP-L2对猪p一防御素-I(pBDl)表达量的影响。研究发现感染细菌后猪pPGRP.L1和pPGRP.L2表达量均上升,沉默感染李斯特菌的猪肠道细胞pPGRP.L2基因会降低pBDl的表达;相应地,超表达pPGRP.L1和pPGRP.L2会显著提高pBDl的表达。这就提示着猪PGRPs和其抗菌肽的表达有着密切的联系(S趾g et a1.,2005)。
参考文献:
[1]Basbous,N.et a1.The Drosophila peptidoglycan—recognition protein LF interacts with peptidoglycan—recognition protein LC to downregulate the Imd pathway. EMBO Rep.12,327-333(201 1).
[2]2 Bera,A.,Herbert,、S.,Jakob,A.,Vollmer,W.&Gotz,Why are pathogenicstaphy’lococci SO lysozyme resistant?The peptidoglycan O-acetyltransferase OatA is the major determinant for lysozyme resistan of Staphylococcus aureus.M01.Microbi01.55,778-787(2005).
[3]Bischoff,V et a1.Downregulation of the Drosophila immune response by peptidoglycan—recognition proteins SCl and SC2.PLoS Pathog.2,e14(2006).
[4]Bischoff,V et a1.Function of the Drosophila pattern-recognition receptor PGRP-SD in the detecfion of Gram—positive bacteria.Nature Immun01.5, 04).
[5]Bubeck Wardenburg,J.,Williams,W.A.&Missiakas,D.Host defenses against Staphylococcus aureus infection require recognition of bacterial lipoproteins.Proc. NatlAcad.Sci.USA 103,1(2006).
[6]Bulet,E&Stocklin,R.Insect antimicrobial peptides:structures,properties and gene regulation.Protein Pept.Lett.12,3-1 1(2005).
[7]Cash,H.L.,Whitham,C.V,Behrendt,C.L.&Hooper,L.V Symbiotic bacteria direct expression of an intestinal bactericidal lectin.Science 3 1 3,1 1 26—1 1 30 (2006).
[8]Chamaillard,M.et a1.An essential role for NOD1 in host recognition of bacterial peptidoglycan containing diaminopimelic acid.Nature Immun01.4,702-707 (2003).
[9]Chang,C.I.et a1.A Drosophila pattem recognition receptor contains a peptidoglycan docking groove and unusual L,D-carboxypeptidase activity.PLoS Bi01.2,e277(2004).
[10]Chang, C. I. et a1. Structure of the ectodomain of Drosophila peptidoglycan-recognition protein LCa suggests a molecular mechanism forpattern recognition.Proc.Natl Acad.Sci.USA 1 02,1 4(2005).
[11]Chang,C.I.,Chelliah,Y,Borek,D.,Mengin—Lecreulx,D.&Deisenhofer,J. Structure of tracheal cytotoxin in complex with a heterdimeric pattern-recognition receptor.Science 311,06).
[12]Cho S,Wang Q,Swaminathan CP et a1.Structural insights into the bactericidal mechanism of human peptidoglycan recognition proteins.Proc Natl Acad Sci USA:.
[13]Cho,J.H.et a1.Human peptidoglycan recognition protein S is an effector of neutrophil’mediated innate immunity.Blood 106,255 1-).
[14]Choe,K.M.,Lee,H.&Anderson,K.V Drosophila peptidoglycan recognition protein LC(PGRP-LC)acts as a signal-transducing innate immulle receptor.Proc. Natl Acad.Sci.USA 102,1 122-1 126(2005).
[15]Choe,K.M.,Wemer,T.,Stoven,S.,Hultmark,D.&Anderson,K.V Requirement for a peptidoglycan recognition protein(PGRP)in Relish activation and antibacterial imml/lle responses in Drosophila.Science 296,359-362(2002).
[16]Christophides,G K.et a1.Immunity-related genes and gene families in Anopheles gambiae.Science 298,1 59-165(2002).
[17]Cloud-Hansen,K.A.et a1.Breaching the great wall:peptidoglycan and microbial interactions.Nature Rev.Microbi01.4,7 1 0-71 6(2006).
[18]De Kimpe,S.J.,Kengatharan,M.,Thiemermann,C.&Vane,J.R.The cell wall components peptidoglycan and lipoteichoic acid from Staphylococcus aureus act in synergy to cause shock and multiple organ failure.Proc.Natl Acad.Sci.USA 92,(1995).
[19]De Pauw,E,Neyt,C.,Vanderwinkel,E.,Wattiez,R.&Falmagne,E Characterization of human serum N..acetylmuramyl..L..alanine amidase purified by affinity chromatography.Protein Expn Purif.6,371-378(1995).
[20]Dmitriev,B.A.,Toukach,E V,Hoist,O.,Rietschel,E.T.&Ehlers,S.Tertiary structure of Staphylococcus aureus cell Wall murein.J.Bacteri01.186, (2004).
[21]Doyle,R.J.&Dziarsld,R.in Molecular Medical Microbiology(ed.M.Sussman) 137-154(Academic Press,2001).
[22]Dziarski,R.&Gupta,D.Staphylococcus aureus peptidoglycan is a Toll.1ike receptor 2 activator:a reevaluation.Infect.Imlnan.73,05).
[23]Dziarski,R.&Gupta,D.The peptidoglycan recognition proteins(PGRPs).Genome Bi01.7,232(2006).
[24]Dziarski,R.in Shaechter’S Mechanisms of Microbial Disease 4th Edn(eds R.Engelberg,and V DiRita)66-89(Lippincott,Williams&Wilkins 2006).
[25]Dziarski,R.,Platt,K.A.,Gelius,E.,Steiner,H.&Gupta,D.Defect in neutrophil killing and increased susceptibility to infection with nonpathogenic Gram—positive bacteria in peptidoglycan recognition protein—S(PGRP—S)-deficient mice.Blood 102,689-697(2003).
【关键词】肽聚糖;免疫刺激;识别蛋白;&
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