大肠杆菌基因型的基本概念
野生大肠杆菌(E.coli)的基因组DNA中有470个碱基对(bp),内含4288个基因。E.coli基因组中还包含有许多插入序列,如λ-噬菌体片段和些其他殊组分的片段,这些插入的片段都是由基因的水平转移和基因重组而形成的,由此表明了基因组具有可塑性。利用大肠杆菌基因组的这种性对其行改,使其中的某些基因发生突变或者缺失,从而给大肠杆菌带来可以观察到的变化,这种观察到的征叫做大肠杆菌的表现型(Phenotype),把引起这种变化的基因构成叫做大肠杆菌的基因型(Genotype)。具有不同基因型的菌株表现出不同的性。这些不同基因型性的菌株在基因程的研究和中具有广泛的应用价值。
大肠杆菌的主要基因型
大肠杆菌的主要基因型包括:与基因重组相关的基因型(如recA、recB和recC等)、与甲基化相关的基因型(如dam、dcm、mcrA、mcrB和C、mrr和hsdM等)、与点突变相关的基因型(如mutS、mutT、dut、ung和uvrB等)、与核酸内切酶相关的基因型(如hsdR、hsdS和endA等)、与终止密码子相关的基因型(如supE和supF)、与抗药性相关的基因型(gyrA、rpsl和Tn5等)及其他与能量代谢、氨基酸代谢、维生素代谢等相关的基因型。基因程中,经常使用的大肠杆菌几乎都来自于K-12菌株,也使用由B株和C株来源的大肠杆菌。
研究人员在新研究中证实,L-谷氨酰胺通过酶促反应释放氨,使得大肠杆菌获得了耐酸性。
在三种已知的ARs中,AR1的能机制仍然不清楚。相比之下,AR2和AR3的分子机制得到了更深入地解析。AR2包含有个氨基酸反向转运蛋白GadC,负责细胞外L-谷氨酸(Glu)与细胞内γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid ,GABA)的交换。两个Glu脱羧酶GadA和GadB将Glu转变为GABA。与AR2相似,AR3也具有两个组件:反向转运蛋白AdiC和氨酸脱酸酶AdiA。AR2或AR3次整的循环可将细胞质中的质子排出至细胞外环境中,由此提细胞内pH,促细菌在酸性环境下存活。
面了解细菌AR对于有效的临床预防及治疗均有重要的意义。因为所有的食物传播性致病菌都通过酸性胃,了解细菌在pH值为2-3的环境下的生存机制其重要。当前,研究人员对于这些机制的了解还远远不够。
在这项研究中,研究人员鉴别了个新型大肠杆菌耐酸性系统,证实其依赖于谷氨酰胺酶YbaS和氨基酸反向转运蛋白GadC。这种YbaS和GadC可被酸性pH激活,且只在pH值小于等于6.0时才能适当发挥能。通过吸收L-谷氨酰胺(Gln),大肠杆菌利用YbaS将之转化为L-谷氨酸(Glu),伴随释放气态氨。游离氨中和质子,导致酸性环境下细胞内pH增。GadC则负责细胞外Gln 与细胞内Glu 交换。通过这耐酸系统,确保了大肠杆菌在酸性环境下生存。
大肠杆菌是与我们日常生活关系非常密切的类细菌,学名称作"大肠埃希菌",属于肠道杆菌大类中的种。它是寄生在人体大肠和小肠里对人体无害的种单细胞生物,结构简单,繁殖迅速,培养容易,它是生物学上重要的实验材料。在婴儿刚出生的几小时内,大肠杆菌就经过吞咽在肠道居了。正常情况下,大多数大肠杆菌是非常安分守己的,他们不但不会给我们的身体健康带来何危害,反而还能竞争性抵御致病菌的攻,同时还能帮助合成维生素K2,与人体是互利共生的关系。只有在机体免疫力降低、肠道长期缺乏刺激等殊情况下,这些平日里的良民才会兴风作浪,移居到肠道以外的地方,例如胆囊、尿道、膀胱、阑尾等地,成相应位的感染或身播散性感染。因此,大分大肠杆菌通常被看作机会致病菌。