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志贺氏菌是一类革兰氏阴性杆菌,是人类细菌性痢疾最为常见的病原菌,通称痢疾杆菌。人类对痢疾杆菌有很高的易感性。在幼儿可引起急性中毒性菌痢,死亡率甚高。痢疾杆菌中的O抗原是引起疾病的主要因为,它是细菌表面抗原决定簇的一个重要因子,许多致病菌的O抗原在刺激补体激活以及补体形成上有重要作用。因此,了解O抗原的合成机制可以为抗菌素提供一个新的靶点,从而有效阻止革兰氏阴性菌的感染。本课题主要是对志贺氏痢疾杆菌3型的O抗原基因簇进行分析预测,并对其中的wefP和wefO基因进行克隆表达纯化,为下一步鉴定其是否参与O抗原结构中一个罕见单糖的合成打好基础。
利用生物信息学软件对Shigelladysenteriaetype3的O抗原基因簇进行了详细的分析,发现其中两个基因wefP和wefO,分别具有PS_pyruv_transsuperfamily和Frhb_Fdhb_Csuperfamily的保守区域,由此推测它们分别具有磷酸烯醇式转移酶和还原酶的功能。另外,实验室已测出Shigelladysenteriaetype3的O抗原结构,发现O抗原亚单位中含有一个罕见单糖4-O-[(R)-1-carboxyethyl]-D-glucose,它的前体是UDP-4-O-[(R)-1-carboxyethyl]-D-glucose。然后根据酶功能的相似性以及底物相似性,预测这一罕见单糖的合成可能是通过WefP和WefO来完成的,但是具体的过程需要通过实验进一步证明。
本实验是在前期研究的基础上,对Shigelladysenteriaetype3的O抗原基因簇进行了比较分析,并分别用两种载体对Shigelladysenteriaetype3中的wefP和wefO基因进行克隆表达,并用不同的方法对蛋白进行纯化。纯化的蛋白可以进一步应用于酶促反应,从而鉴定酶的功能。