AI-2通过甲基化趋化受体McpU调控恶臭假单胞菌KT2440的趋化运动及生物膜形成

摘要

【背景】广泛存在于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中的自诱导物autoinducer-2(AI-2)能够介导细菌种内和种间通讯,并调节细菌的多种生理过程。然而恶臭假单胞菌KT2440能否感知AI-2信号还未见报道。【目的】挖掘介导恶臭假单胞菌KT2440对AI-2趋化反应的趋化受体,检测AI-2信号通过趋化受体对恶臭假单胞菌KT2440生物膜形成的调控作用。【方法】本研究首先检测恶臭假单胞菌KT2440对AI-2信号的趋化反应,随后表达纯化了与铜绿假单胞菌AI-2受体高度同源的甲基化趋化受体McpU的配体结合结构域(ligand-binding domain,LBD),利用哈维氏弧菌的生物发光实验和等温滴定量热法(ITC)分析McpU-LBD与AI-2的相互作用;软琼脂平板法和毛细管定量分析法分析KT2440及mcpU敲除菌株(ΔmcpU)对AI-2的趋化反应;结晶紫染色法检测AI-2对KT2440及ΔmcpU生物膜形成能力的影响。【结果】软琼脂平板法和毛细管定量分析发现KT2440对AI-2信号表现出明显的正趋向性。哈维氏弧菌的生物发光实验和ITC分析发现AI-2与McpU-LBD具有高亲和力相互作用。进一步研究发现KT2440对AI-2的趋化反应是通过McpU介导的。生物膜测定结果显示,AI-2能通过其受体McpU显著增强KT2440的生物膜形成能力(P<0.05)。【结论】以上结果表明,甲基化趋化受体McpU介导了恶臭假单胞菌KT2440对AI-2的趋化作用,并且AI-2通过作用于该受体显著提高恶臭假单胞菌KT2440的生物膜形成能力。