磷酸二酯酶PA4781对铜绿假单胞菌运动能力及毒力的影响
2022-06-21宋瑾萱张倩楠王秀青
宋瑾萱,张倩楠,王秀青
(宁夏医科大学临床医学院,宁夏 银川 750004)
铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)是假单胞菌属中的主要种别,在自然界中普遍存在,是极易引起医院感染的革兰阴性条件致病菌。该菌感染主要见于免疫力低下者,如幼儿、年老体弱者,患有恶性肿瘤、艾滋病等免疫功能受损的患者。
环二鸟苷酸(cyclic-diguanosine monophosphate, c-di-GMP)作为细菌内广泛存在的一类第二信使分子,参与调节细菌运动、黏附、毒力以及生物膜形成等多种生理活动,在微生物感染过程中发挥重要作用[1]。细菌胞内c-di-GMP浓度取决于其在胞内的合成与分解速率。含GGDEF结构域的鸟苷酸环化酶(DGCs)可将两分子的GTP合成c-di-GMP,而含EAL和HD-GYP结构域的特异性磷酸二酯酶(PDEs)又可将合成的c-di-GMP催化水解[2]。HD-GYP是参与细菌第二信使分子c-di-GMP水解的蛋白质结构域。在霍乱弧菌(Vibriocholerae)El Tor体内,HD-GYP蛋白过表达降低细胞内c-di-GMP浓度,减少胞外多糖的产生和生物膜形成[3]。铜绿假单胞菌PAO1基因组编码三种具有HD-GYP结构域的蛋白:PA4781、PA4108和PA2572。并且PA4781、PA4108和PA2572的突变对铜绿假单胞菌的生物膜形成及运动能力有明显的影响[4]。
PA4781是c-di-GMP的磷酸二酯酶,参与c-di-GMP降解,c-di-GMP影响细菌的运动、生物膜的形成等生理生化过程[4]。众多生理过程中,运动能力尤为重要,铜绿假单胞菌的运动能力包括泳动(swimming)、丛动(swarming)和蹭行运动(twit-ching),已被证明与其生物膜形成和致病力都具有显著的联系[5]。胞外多糖是细菌生物膜最主要的组成成分,在生物膜发育中具有关键作用。铜绿假单胞菌可以分泌3种胞外多糖,即Psl、Pel和藻酸盐[6]。Pel多糖和Psl多糖都可以作为生物被膜基质的关键结构成分,不同的胞外多糖对铜绿假单胞菌的毒力因子及形成生物被膜的能力都有不同的影响。……
