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柠檬醛调控耐甲氧西林金黄色葡萄球菌lrgAB基因表达的机制研究

批准号:
82102442
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
孙丰慧
依托单位:
学科分类:
病原生物变异与耐药
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙丰慧

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)因常表现为多重耐药,可供临床使用的药物有限,寻找安全有效的新型抗菌活性物质迫在眉睫。柠檬醛是一种安全无毒的天然活性物质,具有抗菌、抗炎等活性。申请人研究发现,柠檬醛具有显著的体外和体内抗MRSA感染疗效;并能显著增强多种抗生素的抗菌活性,可减少抗生素用量。抗菌作用机制研究表明柠檬醛可显著下调lrgAB基因的表达,增强自溶酶活性,降解MRSA细胞;生信分析显示lrgAB基因表达受lytSR双组份系统调控,但柠檬醛如何调控lrgAB基因的表达尚不清楚。因此,本研究将解决以下科学问题:1.通过报告基因系统、凝胶阻滞等实验解析柠檬醛对lrgAB基因启动子的调控作用。2.采用流式细胞术、基因敲除与回补等技术阐明柠檬醛如何通过lytSR双组份系统调控lrgAB的信号通路。研究成果将对柠檬醛调控基因表达的分子机制研究奠定理论基础,为柠檬醛有效开发利用提供科学支撑。
英文摘要
Due to the multi-drug resistance of Methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) the available drugs for clinical use are limited. It is urgent to find new safe and effective antibacterial active substances. Citral is a safe and nontoxic natural active substance with antibacterial and anti-inflammatory activities. The applicant found that citral has significant in vitro and in vivo anti-MRSA effect and can significantly enhance the antibacterial activity of a variety of antibiotics, reduce the dosage of antibiotics. The study of antibacterial mechanism showed that citral could significantly down regulate the expression of lrgAB gene, enhance the activity of autolyase, and degrade MRSA cells; Bioinformatics analysis showed that the expression of lrgAB gene was regulated by two component system lytSR, but how citral regulated the expression of lrgAB gene was not clear. Therefore, this study will solve the following scientific problems: 1. through the reporter gene system and electrophoretic mobility shift assay, we can analyze the regulatory effect of citral on the promoter of lrgAB gene. 2. Flow cytometry, gene knockout and complementation were used to elucidate how citral regulates the signal pathway of lrgAB by regulating lytSR. The research results will lay a theoretical foundation for the molecular mechanism of citral regulating gene expression, and provide scientific support for the effective development and utilization of citral.
本项目全面研究了柠檬醛调控lrgAB基因表达的机制。扫描电镜、透射电镜及结构光镜研究发现柠檬醛可迅速作用于金葡菌细胞膜,引起细胞内内容物泄露;傅里叶红外光谱分析发现柠檬醛影响了蛋白质、核酸与多糖、膜脂肪酸的光谱结构;流式细胞术进一步证实柠檬醛可影响金葡菌细胞膜完整性破坏;荧光偏振技术发现柠檬醛导致金葡菌细胞膜流动性降低;细胞膜渗透性增强,细胞内容物(核酸)发生泄露;细胞膜电位发生去极化。荧光分光光度法分析发现,柠檬醛可影响膜蛋白构象;与磷脂双分子层相互作用,并可进入快速渗透进膜内,与胞内分子发生作用。上述实验结果表明柠檬醛可嵌入磷脂双分子层,也可与膜蛋白相互作用,引起细胞膜功能紊乱、细胞内容物泄露,从而造成细胞膜电位发生变化。同时还可快速渗透进膜内,与膜内分子相互作用。获得了突变株ΔlytR、ΔlytS、ΔlrgA和ΔlrgB突变株,构建了lrgB过表达株,Q-PCR结果显示,突变株中lrgA和lrgB基因的表达量显著低于野生型菌株中的表达量;TritonX-100诱导的自溶实验结果表明敲除突变株的自溶率高于野生型菌株;lrgB过表达株的自溶率与野生型相比明显降低,柠檬醛处理后,自溶率升高;柠檬醛同时可诱导胞内pH值升高;分子对接实验表明柠檬醛与LytR蛋白结合良好,生信分析暂未发现其他调控lrgAB基因表达的转录因子。上述研究结果表明柠檬醛通过诱导膜电位去极化、胞内pH值升高,与LytR蛋白相互作用等多种方式调控lrgAB基因表达。总而言之,柠檬醛通过多条途径调控膜电位及lrgAB基因的表达,这也很好地解释了柠檬醛耐药性低的原因,本课题的研究结果为柠檬醛的抗菌机制研究及开发利用奠定了良好的理论基础。
山溪后棱蛇臭腺分泌物的微生物共生体与宿主间化学通讯互作机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    孙丰慧
  • 依托单位:
国内基金
海外基金