细菌型分泌系统

关于细菌型分泌系统第1页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三

细菌分泌系统的发现,是近年来细菌致病机制研究的重要进展。

致病菌为了在宿主体内生存、繁殖和扩散,必须分泌一些蛋白性质的毒力因子;而一些非致病菌为了适应其生活环境,也向外分泌一些蛋白质。细菌分泌系统的概述革兰氏阴性细菌有许多分泌蛋白和外露蛋白,系统发育和遗传进化分析表明,细菌是通过相对较少的几种分泌机制将这些蛋白分泌出去的。目前认为革兰氏阴性菌的分泌系统有5个类型,即Ι~V型,均由一些具有特殊功能的蛋白质、多肽组成。第2页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三根据是否依赖信号肽(signalsequence，sec)的特点，可将其分为sec依赖性和sec不依赖性两类。I、Ⅲ型分泌系统是sec不依赖性的，Ⅱ、Ⅳ型是sec依赖性的。第3页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三

现已发现的Ⅲ型分泌系统主要存在于耶尔森氏菌(Yersinieae)、肠炎沙门氏菌(Salmonellaenterica)、志贺氏菌(Shigella)、埃希氏大肠杆菌(Escherichiacoli)等；

致病菌通过注射毒力因子到宿主细胞中，被注入的细菌毒力蛋白在宿主细胞中刺激或干扰宿主细胞的代谢过程，支配细菌与宿主细胞的相互作用，从而引起诸如鼠疫、伤寒、痢疾等许多疾病。第4页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三细菌感染宿主细胞：鼠伤寒沙门氏菌（橙色）在宿主细胞中（蓝色）建立感染第5页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三

各种病原菌的T3SS在透射电子显微镜下观察都很相似，其结构很像注射器，有人称之为针头复合物目前已有了较为规范的新名词：T3SS注射装置

来自鼠伤寒沙门氏菌TS33电镜照片Ⅲ型分泌系统的结构

T3SS注射装置的核心是一针头状的复合物，由一个多环型基座和一个针头状突起组成，T3SS由多环型基座固定在细菌表面，基座中贯穿有圆柱状的连接针头和基座的杆。第6页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三Ⅲ型分泌系统通常由30～40kbp大小的基因编码，以毒力岛的形式存在于细菌的质粒或染色体上。与基因组其他部分相比，该分泌系统基因的DNAG+C含量较低，编码Ⅲ型分泌系统的基因常常是成簇的。在致病菌中，Ⅲ型分泌系统基因簇通常位于染色体或质粒上，常通过进化而获得。而在相关的非致病菌株中大多缺乏这些致病区，但一般有相似或相同的相邻序列。PsicA、Sicp编码Ⅲ型分泌系统Ⅲ型分泌系统的组成第7页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三动、植物致病菌的Ⅲ型分泌系统有许多高度保守的主要结构成分，由20种以上的蛋白质组成，是所有已知蛋白分泌系统中最复杂的；在分泌中，不同的蛋白发挥各自的功能。Ⅲ型分泌系统的组分包括：分泌蛋白质、伴侣蛋白、分泌器蛋白和调节蛋白。T3SS模型图第8页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三⑴该分泌系统是一种多成分分泌系统,在革兰氏阴性细菌中高度保守;⑵其分泌蛋白不具有典型的分泌蛋白分泌依赖的sec模式的氨基酸末端序列;⑶分泌需要辅助蛋白;⑷分泌蛋白质通过细菌的内外两层膜;Ⅲ型分泌系统的特点第9页，讲稿共11页，2023年5月2日，星期三⑸能够把效应分子直接从胞质输送到细胞表面;⑹温度、盐度等环境因素,可以诱导分泌装置和效应分子的合成;⑺编码Ⅲ型分泌系统的许多成分基因与编码许多革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌的鞭毛装置的基因有一定的同源性;⑻编码Ⅲ型