霍乱弧菌抗噬菌体蛋白DdmABC的作用机制研究
因不断受到病毒(噬菌体)的威胁，细菌进化出多种免疫策略来对抗噬菌体。DdmABC系统是霍乱弧菌在第七次世界大流行时所特有的一种作用于质粒和噬菌体的细菌防御系统，由三种蛋白质(DdmA、DdmB和DdmC)组成。该系统具有抗质粒和噬菌体的能力，并能通过触发被感染细胞“自杀”的方式，保护细菌种群免受感染，这一防御机制被称为顿挫感染。该系统与DdmDE系统的发现解决了长期以来关于第七次大流行霍乱弧菌菌株中缺失质粒的谜团。有研究表明，DdmABC在细胞密度依赖性死亡系统中起到群体调节作用，该系统另一关键成分为宿主因子PriA。噬菌体及质粒DNA顺式作用中的回文序列,是细菌依赖DdmABC和PriA系统死亡的致死信号。目前推测细胞死亡的触发方式很可能涉及DdmA中Cap4核酸酶结构域的激活。但DdmABC如何发挥作用以及该系统如何被激活还是未知的。 本文在大肠杆菌中成功异源表达并纯化获得了目标蛋白复合物DdmABC,并尝试使用电镜技术和X-射线衍射技术研究DdmABC以及DdmABC-dsDNA复合物的结构，除此之外，还通过纯化获得DdmA的核酸酶活性位点和DdmC的ATP结合位点突变体及PriA等相关蛋白。随后，本论文开展多种生化实验研究DdmABC系统的功能机制和激活机理。凝胶迁移实验表明DdmABC可与DNA非特异性结合，DNA酶切实验表明其具有较强的核酸酶活性。本文确定了 DdmABC在大肠杆菌中具有抵抗噬菌体侵染的能力。此外，本文还通过体内诱导致死实验和DNA酶切实验发现回文DNA和PriA蛋白具有激活DdmABC系统的作用，初步预测了DdmABC系统的激活机制。 综上，本论文的工作为进一步深入研究抗噬菌体蛋白DdmABC的结构和作用机制提供了方向，也有助于针对霍乱弧菌的药物和噬菌体疗法开发。
霍乱弧菌;噬菌体;DdmABC蛋白;抗性机制
北京化工大学
硕士
生物与医药
冯越;陈发荣
2023
中文
R378.3
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）