精氨酸脱亚胺酶系统对单增李斯特菌致病力的影响及其分子作用机制

摘要

目的：单增李斯特菌是重要的食源性人兽共患病原菌，抵抗酸性环境是其建立感染的前提。rn 方法：本文综合运用病原生物学、生物信息学、分子生物学、生物化学及细胞生物学等方法，系统研究lm00036-lmo0043基因岛对致病力的影响及其分子机制。rn 结果：lm00036-lmo0043基因岛含有arcABCD与lmo0041，在酸性条件的转录水平显著高于中性条件。arcA、arcB与arcD缺失株住亚致死酸性环境中的生长力与在致死酸性胃液中的存活力均显著低于亲本株。lm00043(arcA)编码精氨酸脱亚胺酶(ADI)系统，催化精氨酸发生脱亚胺反应，生成瓜氨酸与氨。lmo0036(arcB)编码鸟氨酸氨甲酰转移酶(OTC)，催化可逆的鸟氨酸转氨甲酰反应，但在酸性环境(如胃液)中主要催化异化反应，即推动ADI通路的进行。异化OTC催化瓜氨酸的脱氨甲酰反应，生成鸟氨酸与氨甲酰磷酸盐。氨甲酰磷酸盐在氨甲酰激酶CK(lm00039，arcC)的作用下，生成二氧化碳与氨。而鸟氨酸通过跨膜转运因了AP(lm0003 7，ancD)，与胞外的精氨酸进行等量交换，启动新一轮ADI代谢循环。每个循环中，1 mol精氨酸生成2 mol氨。氨与细胞质中的H+结合为NH4+，升高细胞质的pH，以减轻酸应激对细胞的伤害，从而增强细菌在酸性环境(如胃液)中的存活力，进而保证细菌的致病力。lmo0041编码可能的转录调控冈子，在胃液中负调控ADI系统;并可能受更高一级的调控因子所调控，如应激调控因子SigB与毒力调控因子PrfA，共同介导细菌的抗酸能力及致病力。rn 结论：ADI系统是单增李斯特菌重要的抗酸应激系统。