细菌的毒力岛__培训课件.ppt

* * * 通过遗传分析表明，耶尔森菌强毒株具有的小鼠毒性特征取决于一个35kb的毒力岛，该岛不存在于弱毒株和无毒株，故称为强毒力岛(high pathogenicity island, HPI)。 * * * * 小肠结肠炎耶氏菌共有5个生物型，其中仅1B生物型为强毒株，而Yen HPI就仅存在于1B生物型，而不存在于非1B生物型。 结构特点：小肠结肠炎耶氏菌Ye8081菌株中，Yen HPI全长43,393bp，大致可分为功能核心区和可变区两个区域。 * * 结构特点： (1)功能核心区：为GC富含区，大小为30.5kb，为Yen HPI和Yps HPI所共有的部分，包括从intB到fyuA共12个基因，编码产物主要为参与耶尔森杆菌素的合成、调节和摄取，故称为HPI的“功能核心区”。 (2)可变区：为AT富含区，大小为12.8kb，包含4个插入序列和另外7个开放阅读框，功能不明，仅知其中3个插入序列编码转座酶。 * * 铁是许多致病菌生长不可缺少的微量元素，小肠结肠耶尔森菌强毒株Yen HPI携带与铁摄取有关的基因簇，包括耶尔森杆菌素(Ybt)的合成基因(irps)、摄取基因(fyuA)和调节基因(ybtA)，组成耶尔森杆菌素介导铁摄取系统。 具体的说，就是在铁缺乏条件下，小肠结肠耶尔菌强毒株HPI能合成低分子量的高铁螯合物——铁载体Ybt，从宿主转铁蛋白分子上夺取铁，然后通过外膜受体(Psn/FyuA)等，将铁转运到菌体内，供细菌生长利用。 * * Yen HPI至少有4个重复序列(IS1328、IS1329、RS3、RS4)，它们可能与毒力岛的稳定性有关。 除了岛的左端15kb，特别是重复序列聚集的区域外，毒力岛的大部分是保守的。 Yen HPI两端为17bp的同向重复序列DR17，与天冬酰胺tRNA基因asnT-tRNA 3’端不完全重复，与其紧邻的为灭活的整合酶基因intB。 因阅读框内单个碱基突变，导致intB过早出现终止密码子而灭活，故Yen HPI似乎比Yps HPI稳定。 * * * * Yps HPI也是由两个区域组成：功能核心区和可变区。 其中前者的基因序列和排列与Yen HPI相同，而fyuA基因下游的AT富含区则与之完全不同，该区较小，5.6kb，只含1个插入元件IS100和另外几个功能未明的编码序列。 * * 因而，Yps HPI比Yen HPI小，约35kb，不如Yen HPI稳定，可以10-5的频率发生完全缺失。 与Yen HPI不同的是，Yps HPI可以随意整合在3个asn-tRNA基因的任一处，而且其中的整合酶基因（int）完整，未被终止密码子干扰。 * * 鼠疫耶氏菌和伪结核耶氏菌01血清型的HPI高度保守，但两者仍存在一些差异： (1)HPI在染色体上的定位不同：在鼠疫耶氏菌中，HPI和约为68kb的色素沉积区紧密连锁，共同组成不稳定的102kb的Pgm位点。伪结核耶氏菌01血清型没有Pgm位点。 (2)HPI的切除或缺失的结局不同：在鼠疫耶氏菌中，HPI不能发生精确切除，通常是经Pgm位点两侧的IS100之间的同源重组而自发缺失；而在伪结核耶氏菌01血清型中，HPI可被精确切除，很可能是通过HPI两侧17bp的同向重复序列间同源重组。 * * 幽门螺杆菌(H. pylori, Hp)是引起胃炎和消化性溃疡的重要病原菌，是胃癌的危险因素之一。 对幽门螺杆菌I型和II型菌株的遗传学差异与致病性关系的研究发现，I型菌株含有1个约40kb的特殊基因片段，具有毒力岛的典型特征，称之为cag毒力岛，负责编码细胞毒素相关蛋白(cytotoxin-associated protein, Cag A)等毒力因子。 * * (1)存在于致病菌株，弱毒株和无毒株中不存在或很少见。(5%-10%的Hp菌株可发生cag毒力岛的部分缺失。) (2)含有编码细菌毒力的基因簇。 Cag毒力岛由2个部分组成，即上游的cagII区，包含14或15个基因；下游cagI区，包含16个基因。 多数Hp菌株中的cag毒力岛基因呈连续状态存在，而在部分Hp菌株中，cagII区和cagI区被插入序列IS605隔开。 * * (3)cag毒力岛的两侧为31bp的同向重复序列，在cagA-菌株的染色体上也存在一个同样的拷贝。 有的Hp菌株含有IS605，它编码与基因重排有关的转座酶(transposase, Tnp)A和B。 tnpA与大肠杆菌tnp基因IS200核心序列明显相似，tnpB与嗜热细菌PS3中tnp基因同源性也很高，提示cag毒力岛的获得或丢失可能通过由同向重复序列参与的位点特异性重组或普遍性重组而实现。 * * (4)cag毒力岛并未插入在任何tRN