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分布在三种乳酸杆菌中的Rib类似蛋白的总结
2018-04-17 来源:北纳生物

细胞

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Rib 蛋白亚细胞定位:由于通过 Rib 蛋白的结构表明其 N 末端具有典型的信号肽序列,C末端序列为具有典型的细胞壁锚定结构LPXTG 及一段富含疏水氨基酸的尾巴。结构表明Rib 蛋白可能是一个细胞表面蛋白,通过锚定酶分布在细菌细胞壁上。为证明该蛋白的亚细胞分布,将细胞培养后的培养基上清液、细胞壁和细胞质分离后再通过SDS-PAGE和免疫印迹进行检测(图4)。

结果显示在细胞壁蛋白部分能检测到约190 kD 大小的特异蛋白条带,而在细胞质和培养基上清液中未能检测到相应条带,这表明 Rib 蛋白分布在细菌细胞的细胞壁上。Rib 类似蛋白在不同乳酸杆菌中的检测:为检测不同乳酸杆菌中 Rib 类似蛋白的存在,11株不同的菌株培养至对数期的细胞总蛋白经过SDS-PAGE 和 Western blot 检测(图5)。

SDS-PAGE结果表明经过处理后的细胞总蛋白量比较一致,但罗伊氏乳杆菌(图5A,泳道1−4)与植物乳杆菌(图5A,泳道5−10)的蛋白谱有较大的差异,干酪乳杆菌(图5A,泳道 11)的蛋白谱接近于植物乳杆菌。而Western blot 结果表明所有乳酸杆菌中均能够检测到特异杂交条带。4 株罗伊氏乳杆菌中所检测到的蛋白(图5B,泳道 1−4)大小相似,约为 190 kD,而6株植物乳杆菌中所检测到的蛋白(图 5B,泳道 1−4)大小也相似,约为 100 kD,而干酪乳杆菌中的蛋白条带则与前两类不同,约为130 kD (图5B,泳道11)。

讨论:Rib 蛋白是罗伊氏乳杆菌细胞表面的大分子蛋白,可能与细菌的黏附与定殖有关。Rib 蛋白最先被报道是在Ⅲ型 B 类链球菌中,对其蛋白的氨基酸序列分析表明该蛋白 N-末端区域具有 174 个残基的非重复区,C 端为 12 个重复区域且含有一个保守的LPXTG 转肽酶信号序列。进一步研究发现 Rib 蛋白的抗体可以保护小鼠免受 B 类链球菌的侵染。

本研究分析罗伊氏乳杆菌基因组序列后发现了这个类似Rib 蛋白的大分子蛋白,其结构与 B 类链球菌 Rib蛋白相似。通过基因克隆与免疫印迹的方法分别在DNA和蛋白质水平检测到了Rib蛋白在罗伊氏乳杆菌中的存在,并且发现该蛋白分布在细菌的细胞壁上,为进一步研究其在细菌黏附与定殖中的功能奠定了基础。

这是首次在乳酸杆菌中对 Rib 类似蛋白的研究。Rib 类似蛋白可能存在于多种乳酸杆菌中。应用罗伊氏乳杆菌Rib蛋白特异性抗体的免疫印迹结果显示,Rib 类似蛋白不仅在罗伊氏乳杆菌中存在,而且在植物乳杆菌以及干酪乳杆菌中也可被检测到,并且其大小在同一种内相同,种间表现差异。

在植物乳杆菌 AY01 基因组分析中也可发现相应大小类似结构的蛋白。更多对类似蛋白的研究在肺炎双球菌、无乳链球菌、霍乱弧菌等常见致病菌中较为常见,并且对此类蛋白的免疫特性、基因、结构、功能等进行了大量研究,结果表明 Rib 类似蛋白参与了病原细菌与其宿主相互作用从而发挥其致病性的过程。

在益生菌的研究中,大量研究表明细菌表面蛋白在益生菌的黏附与定殖中起着重要作用,如乳杆菌的S层蛋白 Slp和 SlpA、双歧杆菌的 DnaK 蛋白、双歧杆菌中的 BopA 蛋白、植物乳杆菌 His-N2 蛋白。另外的研究发现细胞表面蛋白不仅参与了细胞的黏附,也与免疫细胞的激活相关。

罗伊氏乳杆菌是在肠道定殖力最强的乳酸菌之一,而对于其 Rib 类似蛋白功能的研究尚未见报道,本文的初步研究发现这种蛋白在不同的乳酸杆菌中广泛存在,因而对其功能的研究不仅有助于对罗伊氏乳杆菌肠道黏附机制的阐明,也会对更多具有 Rib 类似蛋白的乳酸杆菌的研究与应用提供有力的参考。

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