铜绿假单胞菌Ⅵ型分泌系统钼转运及机制研究

The newly discovered bacterial Type VI Secretion Systems (T6SSs) are widely distributed in a broad spectrum of bacteria, and they are complicated in structure and are diversified in function. Pseudomonas aeruginosa is a ubiquitous and opportunistic pathogen for human. Since P. aeruginosa possesses universal drug resistance and good environmental adaptability, it becomes extremely important to prevent its proliferation and infection. T6SS plays an important role in P. aeruginosa infection process, and a new T6SS effector-ModA was discovered in our previous work. In this study, we will investigate the mechanism of ModA secretion and its molybdenum-binding ability, and further confirm the biological function of ModA and T6SS as well. Moreover, we will further verify and confirm the biological function of ModA and T6SS, in order to reveal a new molybdenum transport model based on T6SS-ModA-membrane receptors, and to clarify the physiological functions and regulatory mechanisms of molybdenum transport based on ModA-T6SS systems. Our research will not only enrich the studies on T6SS effectors of P. aeruginosa, but also give an insight into bacterial molybdenum transport system through revealing a new molybdenum transport model. The results will help to understand the environmental adaptability and drug resistance mechanism of bacteria and provide theoretical supports for the control of the infection and development of targeted antibacterial drugs for P. aeruginosa.

细菌VI型分泌系统（T6SS）是近年来发现的一种分布广泛、结构复杂且功能多样的新型分泌系统。铜绿假单胞菌是一种重要的人类条件致病菌，由于普遍的耐药性和环境适应性，对其感染控制和防治是病原微生物领域一个非常重要的研究方向，铜绿假单胞菌T6SS在其感染过程中发挥着重要的作用。本项目在前期发现铜绿假单胞菌T6SS潜在效应蛋白ModA的基础上，结合ModA的钼结合功能，研究ModA的分泌机制，确认ModA和T6SS的生物学功能。深入分析铜绿假单胞菌基于T6SS-ModA-膜受体的钼转运新方式，系统阐明基于ModA的Ⅵ型分泌系统钼转运生理功能和调控机制。本项目的实施不仅将丰富铜绿假单胞菌T6SS效应蛋白研究，同时也将拓展细菌钼转运系统，揭示一种新型的钼转运方式。研究结果将有助于了解铜绿假单胞菌的环境适应性和耐药机制，为控制铜绿假单胞菌的感染以及开发靶点抗菌药物提供一定的理论支持。

铜绿假单胞菌是一种重要的人类条件致病菌，具有普遍的耐药性和环境适应性，该菌可引起严重的急慢性感染。细菌VI型分泌系统（T6SS）是近年来发现的一种分布广泛、结构复杂且功能多样的新型分泌系统，铜绿假单胞菌T6SS在其感染过程中发挥着重要的作用。本项目在前期使用分泌蛋白组学对其第二套Ⅵ型分泌系统（H2-T6SS）潜在分泌效应蛋白初步筛选和质谱鉴定的基础上，对钼酸根结合分泌效应蛋白ModA和杀菌效应蛋白AmpDh3的生理功能进行了系统研究。具体如下：①鉴定了一个新的铜绿假单胞菌T6SS钼酸根结合分泌效应蛋白ModA（PA1863），在此基础上发现了一套受氧感受调控蛋白Anr和硝酸盐代谢调控蛋白Dnr调控的钼转运系统ModA-T6SS-IcmP。研究揭示了一种新型的钼转运方式，并发现该系统可通过提高细菌基于异化硝酸盐代谢的呼吸作用，促进细菌的厌氧生长和存活能力，同时也间接的影响细菌间生长竞争和细菌致病性。②研究确认了一个可经铜绿假单胞菌T6SS分泌的杀菌型效应蛋白AmpDh3（PA0807），其直接作用于接触细菌细胞周质空间水解其细胞壁肽聚糖，抑制接触细菌。其相邻蛋白PA0808是杀菌毒蛋白AmpDh3的免疫蛋白，其保护细菌自身不受该毒蛋白的损伤。深入研究揭示了细菌基于AmpDh3-PA0808和H2-T6SS介导的细菌间接触竞争作用机制。.综上所述，项目实施揭示了细菌T6SS的钼转运和杀菌新功能及其作用机制，为T6SS领域研究带来一些重要突破；同时研究结果将有助于了解铜绿假单胞菌的耐药性和环境适应性机制，为控制铜绿假单胞菌的感染以及开发靶点抗菌药物提供一定的理论支持。