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炭疽杆菌假想S-层蛋白slp基因的功能研究

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论文说明:缩略表

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1 绪论

1.1 炭疽芽胞杆菌及其致病作用

1.1.1 病原学

1.1.2 流行病学

1.1.3 致病机制

1.2 S-层蛋白

1.2.1 S-层蛋白质的结构

1.2.2 S-层的功能

1.2.3 S-层的应用前景

1.3 本研究的目的和意义

2 材料和方法

2.1 菌株、质粒和供试材料

2.2 仪器设备与主要试剂

2.2.1 主要仪器

2.2.2 主要试剂及其它耗材

2.3 培养基及试剂配制

2.3.1 培养基及相关试剂配制

2.3.2 其它溶液的配制

2.4 炭疽芽胞杆菌SLP缺失突变体的构建

2.4.1 引物合成与DNA测序

2.4.2 重组质粒的构建及突变体的鉴定

2.5. 突变体和野生株生理生化特征测定

2.5.1 突变体和野生株生长曲线的测定

2.5.2 突变体和野生株生化生化特性测定

2.6 野生株和突变株的毒力评价

2.6.1 A16R和A16R△slp芽胞的获取

2.6.2 A16R和A16R△slp芽胞毒力评价的细胞实验

2.6.3 A16R和A16R△slp毒力评价的动物实验

2.7 突变体和野生株的比较蛋白质学研究

2.7.1 炭疽杆菌A16R和A16R△slp全菌蛋白的样品制备

2.7.2 双向电泳

2.7.3 图像扫描与分析

2.7.4 胶内酶切

2.7.5 酶解肽段混合物的MALDI-TOF质谱检测

2.7.6 ESI-MS/MS鉴定蛋白质

2.7.7 数据库查询

3 结果与讨论

3.1 缺失突变体A16R△slp构建的过程验证

3.1.1 重组质粒pKSV7-S的构建

3.1.2 重组质粒pKSV7-US的构建

3.1.3 打靶载体pKSV7-USD构建

3.1.4 缺失突变体A16R△slp的PCR鉴定

3.1.5 假想S-层蛋白SLP的缺失鉴定

3.2 突变体和野生株生长状态的测定

3.3 突变体和野生株部分生化特性比较结果

3.4 A16R和A16R△slp芽胞镜检结果

3.5 A16R和A16R△slp芽胞与CHO细胞的相互作用

3.6 A16R和A16R△slp繁殖体的毒力评价的动物实验

3.7 野生株和突变体的比较蛋白质组学研究

3.7.1 A16R和SLP缺失突变体宽pH梯度蛋白表达图谱

3.7.2 野生株A16R和突变株A16R△slp不同时相双向电泳

3.7.3 差异蛋白的质谱查询结果

3.7.4 相关蛋白图谱的结果分析

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

附录

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摘要

炭疽芽胞杆菌(Bacillusanthracis)简称炭疽杆菌,是能形成芽胞的革兰氏阳性粗大杆菌。它可感染动物和人引起皮肤炭疽、肺炭疽和肠炭疽等。炭疽病是五大人畜共患病之一,对畜牧业及人类健康的危害很大。此外,炭疽杆菌还被用作首要的生物战剂和制造生物恐怖,对社会稳定造成很大威胁。因此炭疽杆菌对人类社会的影响是极其巨大的,这使得与之相关的研究一直是生命科学领域的热点之一。
   迄今为止,炭疽杆菌毒力基因和致病性的关系还不明晰。因此,探求已知毒力因子作用的分子机制,寻找新的毒力基因成为炭疽杆菌研究的热点。本研究采用同源重组技术构建slp基因缺失突变株,对突变株进行了生理生化特征研究。结果表明:突变株与野生株差别不明显,两者生化反应差异不明显。并且确定了炭疽杆菌的电转化条件:电击杯,0.1cm;电压,0.6kv;电阻,500Ω;电容,25μF。确定了突变株同源重组筛选方法,获得了A16R△slp::spc缺失突变株。
   评价slp基因的功能,还需通过细胞、动物实验模型进行功能验证。本研究采用细胞侵袭实验和小鼠腹腔注射实验等毒力评价模型,评价了slp基因对炭疽杆菌毒力的影响。结果表明:体外细胞实验中,即等量突变株和野生株芽胞分别与CHO细胞相互作用后,突变体毒力显著弱于野生株。小鼠腹腔注射实验亦说明,突变体繁殖体毒力弱于野生株。
   采用凝胶双向电泳,建立了对数期和稳定期的野生株和假想S-层蛋白SLP突变株的双向电泳图谱,比较后鉴定到54个差异点,并对差异点进行了胶内酶切和质谱鉴定,得到28个有意义的蛋白点。结果表明:野生株和slp基因缺失突变株在不同生长时期的双向电泳呈现了较明显差异,代谢相关蛋白发生了相应变化。在slp基因缺失后,SLP突变体中的S-层蛋白(EAl)表达上调。
   综上所述:slp基因对炭疽杆菌的代谢影响不大,其缺失会使炭疽杆菌毒力显著下降。

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