细菌的毒力岛PPT课件

毒力岛与致病性的关系
毒力岛的获得是否就足以 使细菌成为致病菌呢?
取决于三个 方面的因素
是否携带毒 力基因
1 毒力岛基因 内部其他基因成分的调控
2 受体菌的状态
3 被感染宿主的特点
受染宿主本身的 免疫状态
毒力基因的其致病性
一、大肠杆菌的毒力岛
1、尿路致病型大肠埃希氏杆菌(UPEC)的毒力岛
2、肠致病性大肠埃希氏杆菌(EPEC) 和 肠出血性大肠埃希氏杆菌(EHEC)
的毒力岛
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
(1)大小为58 ~170kb。
(2)能编码 α-溶血素I／Ⅱ、P相关菌毛(P-related
fimbrial，Prf)和I型细胞坏死因子。 (3)两侧具有同向重复序列和／或插入序列。
(4)各毒力岛都位于染色体的tRNA位点内；
(5) G+Cmol%均比宿主菌染色体低。
ü(2)一些毒力岛的两侧具有重复序列和插入元件,但是也可以 没有。
毒力岛基本特征
(3)毒力岛往往位于细菌染色体的tRNA基因位点内或附近, 或者位于与噬菌体整合有关的位点
肠致病性大肠杆菌(EPEC)的LEE毒力岛就位于转运RNAselC位点。 例外：
幽门螺杆菌 cag毒力岛既不插入tRNA附近也不与 噬菌体整合位点
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根据毒力岛编码的产物性质可分为 ①致病性岛
②共生岛
检测方法
常用的鉴定细菌未知毒力基因方法
①条码标记法 ( signature tagging) ②差减杂交 ( subtraction hybridization) ③特征性差异分析 (representational difference analysis) ④mRNA功能分析 ( differential display of mRNA)
致病性细菌的毒力岛
(6)一种病原菌可以有一个或几个毒力岛。
鼠伤寒沙门菌有5个毒力岛。
(7)毒力岛可能与新发现的病原性细菌有关。
毒力岛分类
目前发现的毒力岛根据其G+C百分比与宿主 菌的差异,可分成两类: ①高G+C毒力岛
小肠结肠炎耶尔森菌的毒力岛 ②低G+C毒力岛
大肠杆菌 沙门氏菌 幽门螺杆菌中的毒力岛。
细菌的毒力岛
目录 Contents
指导老师
1 毒力岛的概念 2 毒力岛的特点 3 检测方法 4 毒力岛与致病性的关系 5 毒力基因的其致病性
毒力岛的概念
Pathogenicity island
毒力岛的概念
毒力岛(virulenceisland) 又称 致病性岛(pathogenicity island)
(6)含有一些潜在的可移动成分
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
Pai I:(70kb)
selC intA
hlyI
Pai II:(90kb) DR
hlyII prf
DR intP4 leuX
DR
DR
Pai Ⅰ Pai Ⅱ
Pai Ⅰ 的tRNA
编码硒代半胱氨酸tRNA的seIC基因
LEE毒力岛
决定AE损伤的基因位于EPEC和EHEC染色体上一个大约
35kb的区域，称为LEE(locus of enterocyte effacement)毒 力岛. 特点：
①插入在selC-tRNA处
②G+C mol%为39% ③其功能为编码III型分泌系统和介导AE损伤。
毒力基因水平转移
重组或整合形成 毒力岛样结构域
可移动元件 形成毒力岛
毒力岛 进化完善
图 毒力岛形成的流程图
毒力岛基因 诱导表达
大肠杆菌
1
2 志贺菌
3 沙门氏菌
4 霍乱弧菌
目前已发现毒力岛存在的细 菌
5 链球菌
6 金黄色葡萄球菌 7 幽门螺杆菌
8
耶尔森菌
毒力岛基本特征
ü(1)相对分子质量较大的(20～100k左右)染色体DNA片段。
位于紧邻sel C-tRNA基因3’端为一静息
（cryptic）的整合酶基因intA
Pai Ⅱ 的tRNA
编码亮氨酸tRNA的leuX基因
即leuX-tRNA基因是PaiⅡ的插入位点，紧
邻该基因的为一静息的P4噬菌体整合酶基
1.尿路致病型大肠埃希氏菌毒力岛
UPEC 536株的PaiI和PaiII附近分别有静息的 噬菌体R73和P4的整合基因，并且G+C mol%比宿主 低，提示毒力岛或毒力岛的一部分来源于整合的 前噬菌体(或其它可移动遗传成分)，后者称为 “毒力岛的前体(Pai procursor)”或“前毒力岛 (pre-Pais)”。
1997年Hacker等对毒力岛下了较为精确的定义: 毒力岛是编码细菌毒力基因簇的一分子量相对较大的
染色体DNA片段。
PAI：病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构 和功能有别于细菌基因组，但位于细菌基因组之间，因 此称之为“岛”
部分病原毒力岛
毒力岛的特点
毒力岛形成过程
在毒力岛形成的过程中，质粒，噬菌体，以及其他可移 动遗传元件在基因的水平转移过程中扮演着重要的角色。
(4)毒力岛DNA片段的G+Cmol%、密码使用和宿主细菌染 色体有明显差异,有的比宿主细胞的G+Cmol%明显高,有的 明显低。
毒力岛基本特征
(5)毒力岛编码的基因产物许多是分泌性蛋白和细胞表 面蛋白
例如： ①溶血素、 ②菌毛 ③血红素结合因子 ④一些毒力岛编码细菌的分泌系统(如Ⅲ型分泌系统) ⑤信息传导系统和调节系统
常用的鉴定细菌未知毒力基因方法
⑤比较基因组作图 (comparative genome mapping) ⑥接合介导的DNA插入取代标记法 (conjugationmediated diretced tagged internal DNA replacement) ⑦粘粒克隆测序 (cosmid cloning combined with sample sequence) ⑧毒力岛探查法 ( island probing)
2、EPEC和EHEC的毒力岛
Leabharlann BaiduAE损伤
EPEC和EHEC在致病过程中，都能产生特征性的组织病理学变化—
—粘附和脱落损伤(attaching and effacing lesion)，简称为AE损
伤
AE损伤特征：
病菌附在宿主粘膜上皮细胞微绒毛→信号转导 系统→膜蛋白Hp90的酪氨酸磷酸化→肌醇磷酸和 Ca2+浓度→病菌粘附在细胞壁→形成致密的纤维样 肌动蛋白基座→上皮细胞排列紊乱→严重腹泻