目录
摘要2
关键词2
Abstract3
Key words3
引言4
1材料与方法5
1.1材料5
1.2方法5
1.2.1 epsB基因序列分析比对5 1.2.2 epsE基因序列分析比对5 1.2.3 epsG基因序列分析比对5
1.2.4 sinR基因序列分析比对及产物差异分析5
1.2.5 多菌株sinR基因进化分析6
1.2.6 slrR基因序列分析比对及产物差异分析6
2结果与分析6
2.1 epsB基因序列比对结果分析6
2.2 epsE基因序列比对结果分析7
2.3 epsG基因序列比对结果分析8
2.4 sinR基因序列分析比对及产物差异分析9
2.5 多菌株sinR基因进化分析11
2.6 slrR基因序列分析比对及产物差异分析11
3讨论 12
致谢13
参考文献13
枯草芽孢杆菌中产胞外多糖相关基因的比较分析
摘 要
枯草芽孢杆菌生物膜胞外基质主要由胞外多糖和蛋白质组成，由epsAO操纵子直接控制其胞外多糖的合成分泌过程。同时该操纵子基因与其他相关调控基因一同构成复杂的胞外多糖调控网络，其主要调控基因在芽孢杆菌不同菌株中存在较大差异。利用NCBI数据库查询不同芽孢杆菌菌株中产胞外多糖相关基因序列，并利用DNAMAN软件进行序列比对，探究其序列同源性和差异。同时对该操纵子关键调控基因及其产物进行比较分析，探究其序列及产物在芽孢杆菌种间与种内的差异。结果发现epsAO操纵子基因在枯草芽孢杆菌种内具有较高的同源性，同时该操纵子基因序列在不同芽孢杆菌中具有较明显的差异且其部分序列相对保守。对多株芽孢杆菌菌种间比对调控基因sinR发现其基因序列差异性明显，但其编码产物具有高度同源性。通过对产胞外多糖相关基因的比较分析更直观的揭示了芽孢杆菌不同菌株的序列差异及联系，有利于进一步深入认识枯草芽孢杆菌胞外多糖合成调控机制，为多种缺陷突变株的构建提供了理论基础。
引言
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生物膜(Biofilm)是指微生物在一定的环境环境条件下，粘附于非生物或活性组织表面，同时分泌大量的多糖、蛋白质和核酸等多种胞外聚合物，与自身菌体部分结合而共同形成的大量菌体聚集膜样物，是自然界中菌体的一种常见生存状态[1]。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）生物膜由两部分组成，分别为枯草芽孢杆菌菌体和胞外基质。前者通常为后者所包裹并以大规模集群形态彼此聚集，后者在菌体内合成并分泌到胞外。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和金黄色葡萄球菌( Staphylococcus aureus)等是目前取得研究成果较多的常用菌种，
胞外聚合物（Extracellular Polymers）是微生物为适应特定生存环境所产生的高分子物质[2]。胞外聚合物对维持生物膜基本形态及其生理稳定性具有极其重要的作用，如干旱条件下延缓细胞脱水、阻止部分有毒物质或环境中其他生物因素对细胞造成损伤等。枯草芽孢杆菌被胞外聚合物形成的溶液所包裹并结合，已有研究结果表明其胞外聚合物具有独特的网络状结构，其结构活性赋予生物膜独特的能力，例如选择性地从环境中结合金属，利用这一特性可有效去除废水中的金属或重金属离子[3,4]。现阶段生物膜以其独特的稳定性，主要应用于污染防治如生物膜法处理各种废水，生物膜的形成可以增强菌体对有毒污染物的耐受性，提高废水的处理效率；生物膜在植物根系的表面形成有助于提高植物抗逆性，协助植物抵御病原菌并减轻病原菌对植物造成的危害[5]。
枯草芽孢杆菌生物膜胞外基质主要由胞外多糖和蛋白质TasA两个组分构成，且现有研究表明二者在生物膜的胞外基质中重量比约在0.2至5之间。这两个组分分别由epsAO操纵子和tapAsipWtasA 操纵子负责合成并分泌到胞外，形成大分子胞外聚合物，与枯草芽孢杆菌菌体一同组成生物膜[610]。epsAO操纵子是枯草芽孢杆菌中调控胞外多糖和成的关键基因，总共包含有15个基因，其中epsA基因是调控基因，epsB基因编码产生针对胞外多糖的酪氨酸激酶，其分泌活动受epsA基因的严格调控；epsK基因负责编码胞外多糖分泌多糖的酶；epsD，epsE，epsF，epsH，epsJ，epsL和epsM基因可编码糖基转移酶以延长多糖链长度[11]；epsN基因编码氨基转移酶，最后的epsO基因编码丙酮酸转移酶[12]。其中，epsE基因编码产物对菌体的运动性有重要影响[13]，epsG基因为生物膜细胞外基质形成链长决定因子，epsG和epsH基因缺失后突变株与整个操纵子缺失突变株表型一样，只能形成平滑的单菌落和破碎的液体生物被膜，但仍可以形成细胞长链，但是由于无法合成胞外多糖使多糖链延伸受阻，因此细胞长链不能聚集成束状结构[14] epsAO操纵子内15个基因目前仅对epsE基因的研究较为详尽。。
研究表明，epsAO操纵子作为枯草芽孢杆菌胞外多糖合成基因受多种机制严格调控，目前已探明有四种主要调控途径：SlrRSinR调控机制、Spo0AKinAE调控机制、AbbA/AbrB调控机制和YmdB调控机制。Molle等[15]研究结果表明，Spo0A基因在生物膜形成调控机制中处于中心地位，可调控超过100个相关基因的表达；SinR作为直接转录调控因子可直接与epsAO操纵子结合进而抑制其转录活动，阻止枯草芽孢杆菌胞外多糖合成。且其自身可被SlrR结合形成复合物以解除抑制作用恢复多糖合成进程，二者结合程度和胞内表达水平高低受Spo0A基因调控下产生的SinI因子控制，以SlrRSinR调控机制为中心延伸出的各转录调控因子，共同组成了枯草芽孢杆菌胞外多糖生物合成的复杂胞内网络。

原文链接：http://www.jxszl.com/swgc/smkx/606530.html