高级微生物20141020预览.ppt

* * * * * * * * * * Complexity of virulence gene and biofilm formation regulation in P. aeruginosa Possible convergence of quorum sensing and c-di-GMP signaling in the regulation of diverse bacterial behaviors * 人类之通讯: 握手\电话\信 * Figure 11.3 Communication among bacteria Cells of many bacterial species secrete small molecules that can be detected by other bacterial cells. The concentration of signaling molecules enables bacteria to sense the local density of bacterial cells, a phenomenon called quorum sensing. Signaling among members of a bacterial population can lead to coordination of their activities. In response to a signal, bacterial cells come together to form biofilms, aggregations of bacteria containing regions of specialized function. * * * * * * 靶细胞是信号分子作用的效应细胞，其反应过程有如下特征： （一）专一识别信号 细胞按发育编程，在不同的分化阶段，分别与专一的信号分子结合。在分化过程中，有的细胞只对分化信号起反应；有的则只对增殖信号发生反应；也有的只对其它功能信号发生反应。 （二 ）反应差异 细胞的环境中有数百种信号分子，通常是以组合的方式起作用，数百种分子可形成几百万种组合，细胞只是利用有限的几种分子来调控其行为。一个细胞对环境的反应途径可有所不同，这是由于：①根据细胞受体蛋白组检测可用的特定信号组；②细胞按细胞内的装置对接收的信息在细胞内进行不同的整合和和译解。因此，一种信号分子对不同的靶细胞常有不同的效应。例如，神经递质─—乙酰胆碱，可刺激骨骼肌收缩，而对心肌却可降低收缩频率和收缩力，对分泌细胞则可引起细胞分泌。 （三）靶细胞中的受体 信号传递过程的第一步是信号分子（配体）同靶细胞受体的结合，受体起靶细胞“天线”的作用。它是一类特殊的蛋白质，可同信号分子专一结合，启动靶细胞的反应。 * 1、? 胞内受体。 靶细胞中有些受体存在于细胞质基质或核中。一些疏水性信号小分子，如类固醇和甲状腺激素、类视黄素、维生素D、皮质醇(cortisol)可直接穿越质膜脂双层进入靶细胞内部，与细胞内受体结合，激活受体。这些脂溶性信号分子（配体）的受体被激活后，均可同配体所调节基因相邻近的专一DNA序列结合。皮质醇的受体原位于细胞质溶质中，只有同配体结合后才进入核与DNA结合。另一些信号分子的受体位于核中，甚至没结合配体时即结合在DNA上。不管哪种受体，结合配体后，都引起受体分子的构象发生改变而被激活，激活的受体进而激活（或抑制）基因转录。在许多情况下激活基因转录是分两步进行的：①在30分种内先直接诱导少数专一基因转录，此谓初级反应(primary response)；②然后，初级反应的转录产物又激活其它基因，此谓次级反应(secondary response)。由此可见，一种简单的激素可以引起极其复杂的不同基因表达模式。 类固醇和甲状腺激素、维生素D、类视黄素等配体所引起的靶细胞反应，因细胞而异。在不同的细胞中，即便是含有同一种细胞内受体，其调节的基因也可有所不同。这是由于，在真核生物中，要激活基因转录，需结合到基因上的基因调节蛋白不只是一种。因此，一个细胞内受体要激活一个基因表达，必须和其它一些基因调节蛋白配合成恰当的组合，这种恰当的组合具有细胞类型专一性。由此可见，上述激素要在动物一个细胞中引起一种典型反应必须具备两个先决条件：①这种细胞中含有激素信号的受体；②这种细胞含有不同于它种细胞的基因调节蛋白组合。 激素是通过激活对基因表达有调节作用的受体蛋白，影响基因转录。因此这些受体蛋白属于基因调节蛋白(gene regulatory proteins)。但是激素信号分子穿过质膜进入细胞后，大都不是直