细菌趋化性的信号传导及调节机制研究进展

细菌趋化性的信号传导及调节机制讨论进展李茹 1 陈鹏 2【摘 要】摘要:近年来，人们对细菌趋化性系统中的蛋白质生化和结构方面的认识逐渐加深，其调节趋化反应的信号传导系统在原核生物中较为保守，其中对大肠杆菌的趋化性讨论得最透彻，为理解其他信号传导机制提供了有力的参考依据。详细介绍细菌趋化性的信号传导机制，并对包括趋化反应调节蛋白 CheY 的蛋白质结构以及两种修饰方式的趋化性调节机制最新进展进行了综述。【期刊名称】生物技术通报【年(卷),期】2025(000)011【总页数】4【关键词】关键词:细菌趋化性信号传导 CheY 蛋白磷酸化乙酰化细菌的趋化性是指有运动能力的细菌对环境中的刺激物做出靠近吸引物和远离排斥物的行为。Engelmann 于 1881 年及 Preffer 于 1883 年最早报道细菌趋化性。随后的几十年细菌趋化性讨论并未取得较大进展。直到 1960 年，Alder 深化讨论了细菌趋化性的分子机制，提出大肠杆菌(Escherichia coli)对氨基酸以及糖的趋化性是由位于细胞表面的受体蛋白调节的，并由细胞内分子传递信号最终影响细菌的行为［1，2］。此后，越来越多的讨论人员开始从事细菌趋化性的讨论，并取得了许多重要结果。1 细菌的运动行为以大肠杆菌为例，每个细胞有 4－10 根鞭毛，鞭毛的快速旋转使得细菌具有运动能力。鞭毛的旋转有两种形式:一种是逆时针旋转(counter-clockwise，CCW)，此时鞭毛拧成一股形成一个“束”，束高速旋转推动细胞做直线运动，即细菌的泳动行为(swim);另一种是顺时针旋转(clockwise，CW)，束分散或松开导致细胞原地翻滚(tumble)，当鞭毛束重新形成，细胞已改变了运动方向开始下一个泳动。细菌依据一种记忆机制来感应环境中的化学浓度梯度，通过对比现有的浓度和过去的浓度来调整运动行为。细菌在没有化学浓度梯度的环境中，其运动方向是随机的，一般是向前直线运动几秒钟就停下来翻滚，然后再以不同的方向进行直线运动，如此循环往复。当细菌感知到周围的诱导剂浓度降低或驱避剂浓度增加时，翻滚的频率就会增加，从而使细菌远离不利的环境。反之，翻滚的频率会下降，细菌保持直线运动靠近对它有利的环境［3］。2 细菌趋化性的信号传导机制与调节机制细菌本身太小，并不能感知空间中存在的化学浓度梯度，但是却能对随时改变的化学浓度梯度反应十分敏感，这是因为它们能利用受体蛋白感知细胞外面的刺激物信号，从而调节鞭毛旋转的方向。在大肠杆菌中，趋化性是通过两个大分子复合体(supramo...