群体感应

复杂性
(1)信号分子功能的复杂性 有的 QS系统中的信号分子不仅作为环境信号，而且具有 其它功能，如某些乳酸菌中的 QS系统的信号分子具有抗 菌活性
(2)系统组成的复杂性 在 V. harvey i中发现了一个与众不同的 QS系统，该系统信 号分子产生系统与 G-菌相似，而信号分子的识别则与 G+ 菌相似
2.另外，群体感应系统也在于真菌中，比如白色 念珠菌、新生隐球菌等，但人们是对真菌中的群体 感应系统研究还比较浅，尤其是对真菌群体感应系 统的效应分子、效应分子受体、靶蛋白、相关信号 转导通路以及靶基因的调控等方面的研究有待进一 步深入。
3.最近，一种被称为LED209的分子被发现能够抑制 QseC介导的致病基因激活及诸如EHEC、鼠伤寒沙门 菌和土拉弗朗西斯菌等细菌在活体哺乳动物体内所产 生的不良反应，而且其对哺乳动物的不良反应很小， 对这种分子的研究也许会有一个很好的前景。总之， 不久的将来，随着研究人员的不断探索，人们将可能 通过各种渠道来抑制群体感应系统中的各个环节，从 而达到治疗一些细菌性疾病的目的。
2.2 G+菌QS系统
革兰氏阳性菌QS系统模式图
2.3 种间的QS
信号分子 AI-2(呋喃酰硼酸二酯类化合物)
此类信号分子在G+菌和 G-菌中均可存在； 细菌识别AI- 2 分子的方式与革兰氏阳性菌 中双组分识别系统一致, 即双组分激酶识别 AI-2分子后把磷酸化基团传递给受体蛋白并 启动相关基因的表达。
➢群体感应（QS）广泛存在于细菌中,是细 菌根据细胞密度变化调控基因表达的一种 机制。
2. 分类
群体感应
种内QS系统
G+菌QS系统 G-菌QS系统
种间QS系统
种间QS系统
2.1 G-菌QS系统
革兰氏阴性菌QS系统（LuxI- LuxR型）模式图
信号分子
➢AHL（酰基高丝氨酸内酯类物质 ，Acyl-homoserine lactone) 革兰氏阴性细菌( G-菌 )QS系统中常用的信号分子
群体感应概述
目录
1 群体感应的发现及其概念
2
群体感应的分类及机制
3
群体反应的特点
4 群体反应的应用与研究前景
1.1 发现
➢20世纪70年代
➢海洋细菌费氏弧菌(Vibrio fiscberi)和哈氏弧菌(V . harveyi) 生物发光现象
➢与海生动物共生，宿主利用其发出的光捕获食物、 躲避天敌以及寻觅配偶，而 V. fiscberi也获得了一个 营养丰富的生存环境
1.生物发光、 质粒的接合转移、 生物膜与孢子形成、细 胞分化、运动性、胞外多糖形成等
2.致病菌的毒力因子的诱导、 细菌与真核生物的共生、 抗生素与细菌素合成、根瘤菌的结瘤等
在生物膜法水处理中的应用
(1)启动挂膜
启动阶段的挂膜是生物膜法处理污水上艺正常运行的 关键和难点．然而，通过于预群体感应凋控系统，可以捉 高细菌黏附到固体表而的速度和效率．在生物膜挂膜启动 阶段，向系统中投加某些信号分子的拮抗物或结构类似物 来干扰细菌的群体感应过程，从而可以达到提高挂膜速度 和效率的目的．
(2)菌群优化
在生物膜法水处理工艺中，生物膜系统中各生物之间的
数量比例和相互作用决定了工艺对小同污染物的去除效 率．通过增强或减弱群体感应信号分子浓度来强化或弱化 某些种群，优化生物膜的群落组成及结构，进而可以提高 该工艺埘特定污染物的去除效果。
(3)生物强化
投加某些QS信号物质,可以促进携带降解基因的质粒在 整个系统中的转移和扩散,从而达到维持和强化生物膜系统 对特定污染物有效降解的目的。
➢DKP（二酮哌嗪类化合物） P. aeruginosa、 荧光假单胞菌(P. f luorescens)、 产碱假单胞菌 (P.alcaligenes)、 成团肠杆菌 (Enterobacter agglomerans )和弗罗因德枸 橼酸杆菌 ( Citrobacter f reundii )
➢p-coumaroyl-HSL(香豆酸酰高丝氨酸) 光合作用细菌(Rhodopseudomonas palustris)
4.2群Байду номын сангаас感应的研究进展
1.在抗菌剂生产方面，目前对沙雷菌属中内酰胺类 抗菌剂碳青霉烯的产生已经有了比较透彻的研究，但 是因为得到的信号分子和抗菌剂产量均比较少，无法 准确地定量检测，以致信号分子对抗菌剂产量的影响 没有量化，如果能够弄清楚群体感应系统与抗菌剂间 的关系，那么在抗菌剂生产方面必将有一个大的飞跃。
➢费氏弧菌LuxI-LuxR型 QS系统
1.2 概念
群体感应
群体感应(quorum sensing，QS)是指细菌通过感知 分泌到环境中自诱导物浓度的变化来调整基因表 达，增强其在复杂环境中的生存能力，是细菌行 为社会化的体现。研究者对群体感应的微生态调 控机制进行了深入的探讨，包括自诱导物的合成、 运输和对目的基因的表达调控，以及各信号通路 之间的竞争关系对细菌适应环境的影响。
3. QS系统的特点 多样性
（1）信号分子的多样性 （2）分布的多样性
细菌种内、 种间，细菌与植物、 动物间
（3）信号分子产生机制的多样性
G-菌——信号分子合成酶，G+菌——前体，经蛋白酶切割
（4）信号分子运输的多样性
G+菌——ABC转运系统，G-菌——直接透过细胞膜
（5）信号响应的多样性
G+菌——双组分信号转导系统; G-菌——受体蛋白
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(3)不同 QS系统之间关系的复杂性
多种 QS系统构成复杂的调控网络，P.aeruginosa中含有 两个 QS系统， 即 LasI/LasR和 RhlI /RhlR 系统，前者调 控致病因子的生物合成， 并产生大量的AHLs ， 进而诱 导 RhlI/RhlR信号系统
4 .1群体感应的应用
群体感应参与调控细菌的多种生活习性以及各种生理过程