肺炎克雷伯菌转录调控子CRP对KP10324基因的转录调控研究

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目的肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,K.pneumoniae)是医院感染的常见条件致病性病原体,可引起尿路感染、肺炎、败血症、化脓性肝脓肿和脑膜炎等。cAMP受体蛋白(cAMP receptor protein,CRP)是一类负责细菌转录调控的重要蛋白。生物信息学分析显示KP10324启动子区存在可能与CRP结合的保守序列,KP10324基因推测可能参与生物膜的形成。本文探究CRP对KP10324基因的调控作用以及KP10324基因对生物膜形成的影响。方法首先,对标记的KP10324片段和纯化的CRP进行体外孵育,通过凝胶迁移实验(EMSA)分析CRP与KP10324基因是否发生结合。然后,利用DNase I足迹实验测序寻找二者结合的具体碱基序列,分析其与预测结合序列的位置关系。接下来,LacZ报告基因融合实验,将构建的placZ15-p0324重组质粒分别转入CCW01和CCW01-Δcrp,通过检测β-半乳糖苷酶的活性来反映KP10324启动子的强弱。然后,提取野生株K2044和突变株K2044-Δcrp的总RNA,逆转录后进行RT-qPCR,检测KP10324的相对表达量。分别用pKO3-Km和pBAD33构建重组质粒,得到基因突变株Kp-Δ0324和回补株Kpc-Δ0324。生物膜结晶紫染色实验和扫描电镜分析K2044、Kp-Δ0324和Kpc-Δ0324的生物膜形成情况。结果EMSA实验结果表明CRP与KP10324能够发生特异性结合。DNase I足迹实验测序结果显示KP10324基因与CRP的结合位点在-391至-350的位置。LacZ报告基因融合实验中,在CCW01-Δcrp菌株中的KP10324基因启动子活性高于在CCW01菌株中。RT-qPCR结果表明K2044-Δcrp内KP10324的相对表达量也高于K2044。基因突变株Kp-Δ0324和回补株Kpc-Δ0324构建成功,结晶紫染色实验和扫描电镜观察到KP10324基因的缺失导致细菌生物膜形成能力减弱。结论CRP通过直接结合在KP10324启动子区的结合基序上,从而负调控KP10324基因的转录,KP10324基因能够影响生物膜的形成能力。这为更加清晰地阐述K.pneumoniae CRP的整体调控机制以及生物膜的形成机制提供了新的认识。
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