外膜蛋白结构及分类.ppt

外膜蛋白,目录,一.外膜蛋白的概念 二.外膜蛋白的结构及分类 三.外膜蛋白的功能,一.外膜蛋白的概念,外膜蛋白(outer membrane proteins,OMP)是革兰氏阴性菌外膜中的主要结构成分,在细菌的生命活动中起着重要的作用。 外膜蛋白是一类非常独特但又非常重要的蛋白质，他们广泛的存在于原核生物的细胞外膜和真核生物的细胞器外膜中。,二.外膜蛋白的结构及分类,都具有-桶状结构，不同的外膜蛋白的-桶由不同偶数个-折叠片组成，从8个到22个不等。,（二）分类 1.革兰阴性细菌的外膜蛋白按其在细胞中的拷贝数分为主要外膜蛋白和次要外膜蛋白 主要外膜蛋白在细胞内表达的拷贝数一般为lx1052x105,包括外膜A蛋白(OmPA)、脂蛋白(Lipoprotein，LPP)和微孔蛋白(Porins) （1）外膜A蛋白又称热修饰蛋白或跨膜蛋白,在外膜中含量较多,分子量为3436kDa,富含-片层结构。OmPA位于细菌染色体图谱21.5min处,该基因序列在不同菌种间具有高度保守性。 大肠杆菌在性导转染时候平均需要100分钟时间，这样按顺序把E.coli的基因分成1100。,OMPA,OMPF,FhuA,（2）微孔蛋白又称基质蛋白或透道蛋白,由分子量为35-45kDa的三个相同亚单位构成三聚体结构，同OmpA一样,微孔蛋白富含-片层结构,但不具有热修饰性,在作用温度小于85时,能抵抗SDS的灭活作用。 微孔蛋白按其运输物质种类不同又可以分为三类:第一类为普通孔蛋白(如OmPC和ompF),形成亲水性孔道,允许非特异性水溶性物质通过;第二类微孔蛋白包括LamB微孔蛋白、Ph0E微孔蛋白等,能特异性摄取小分子物质,如LamB参与麦芽糖的摄取,Ph0E则与磷脂酞化合物的摄取有关;第三类微孔蛋白能摄取介质中含量较低的大分子物质,如维生素B12、铁元素和含铁复合物，此外,大多数微孔蛋白还是噬菌体和大肠菌素的受体,（3）脂蛋白是外膜中含量最多的蛋白质,由58个氨基酸组成,分子量约为7.2kDa，脂蛋白中1/3为结合脂蛋白,通过C端赖氨酸与肤聚糖层的胞壁酸共价交联,其余2/3为游离脂蛋白，脂蛋白具有高度螺旋结构,其前体蛋白含有一个由20个氨基酸组成的信号肤,在脂蛋白分泌和易位到细菌外膜时信号肤即行脱落，脂蛋白不暴露于细胞表面,脂蛋白分子间交联形成寡聚体,并通过3个脂肪酸与外膜疏水结合,因此它不具有作为噬菌体受体和大肠菌素受体的功能,次要外膜蛋白有20多种,其在细胞内的拷贝数为1x1031x104。 但Omp的数量及种类随着不同菌株及不同培养条件而有所变化,如E.coli在富含麦芽糖培养基中培养时,lamB蛋白为主要蛋白,而当细菌在无铁条件下培养时,FepA蛋白则成为主要蛋白。,2.按其存在位置与分离难易度不同分为膜内在蛋白和膜周边蛋白 膜内在蛋白约占外膜蛋白的7080%,因其部分或全部镶嵌于脂质双层中,需使用剧烈条件才能把它们分离开来一般讲只有用去垢剂(detergent)使膜解后才可分离出来。,膜周边蛋白是分布于膜外表面的水溶性蛋白,约占外膜蛋白的2030%,是通过离子键或其它非共价键与膜蛋白分子或脂分子相连,结合力较弱,因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来，膜结构并不被破坏。,3.其他分类方式 布鲁氏菌分为3组，其中 第1组外膜蛋白目前已经确定的有10 ,18 ,19 ku外膜蛋白； 第2组包括36 ku38 ku外膜蛋白,为膜孔蛋白； 第3组包括31 ku34 ku外膜蛋白和25 ku27 ku外膜蛋白。,三.外膜蛋白的功能,1.外膜蛋白在细菌的致病过程中起着十分重要的作用，如细菌侵袭、粘附、细菌毒素的分泌等。沙门菌OMP具有免疫调节特性：增强机体的细胞免疫和体液免疫；增强非专职的抗原递呈细胞(APc)的抗原递呈效率，如腹腔巨噬细胞：诱导无免疫小鼠的超敏反应；增强腹腔巨噬细胞的杀菌活性等。 2.表达铁调节外膜蛋白,铁调节外膜蛋白对铁具有高度亲和性,能直接从转铁蛋白和乳铁蛋白中摄取铁,以保证病原菌在体内大量生长繁殖,产生毒素而致病。如OMP31具有HBP的功能，是用革兰氏阴性细菌从宿主获取铁离子的渠道之一,3.细菌的外膜蛋白具有良好的免疫原性,不仅可激发机体的体液免疫,而且可引起细胞免疫,并且还可通过遗传工程技术大量表达。虽然外膜蛋白具有致病作用,但是其致病性往往是在完整细菌中才可表现出来并与其它毒力因子协同作用。 沙门菌属外膜蛋白具有能刺激巨噬细胞产生细胞因子，并激活巨噬细胞杀灭沙门菌的特性；通过动物接种可使被接种动物抵抗沙门菌的攻击，提示外膜蛋白具有免疫保护作用。 布鲁氏菌OMP25是保护性抗原，与致病力相关。,4.有助于细菌产生免疫逃避，外膜蛋白主要通过抗吞噬和阻断抗体或补体的杀菌作用使细菌产生免疫逃避。如伪结核耶尔森氏菌在缺钙培养条件下可大量表达外膜蛋白YoPH,使细菌具有较强抗吞噬作用,而Y0PH.株细菌易被吞噬细胞吞噬。淋病奈瑟氏菌外膜蛋白111刺激机体产生阻抑抗体,与特异性抗原结合而抑制杀菌抗体的活性。,(一)OMP A主要作用是维持外膜的完整,同时它也是噬菌体和大肠菌素的受体,参与F菌毛介导的接合过程。布鲁氏菌OMP19的主要作用也是维持外膜结构 （二）微孔蛋白具有转运和通透作用,即允许营养物质的流入,而在有害物质进入时则形成渗透障碍。 OMP C则构成了1.08 nm的孔,此种孔能把胆汁盐排斥在细胞外,并能减