细菌III型分泌系统 33页PPT文档
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细菌生理(共22张PPT)
一定数量的纯种细菌接种于液体培养基，其生长过程表现一定的规律性－－细菌生长曲线。 toxins and invasive enzymes
特性 耐高热，高压蒸气灭菌（121.
代谢产物 products of metabolism 专性需氧菌 obligate aerobe
➢ （3）色素 pigment
（chemical test for bacteria）。生化试验大多利用化学
指示剂以便观察。
第11页，共22页。
常用的生化试验
❖ 糖发酵试验（sugar fermentation test）
❖ 吲哚试验 （indol test）
❖ 硫化氢试验 （H2S test ） ❖ 尿素酶试验 （urase test ） ❖ VP试验 （VP test）
细菌的生理 Physiology of Bacteria
细菌的理化性状
Physical and Chemical Property of Bacteria
1. 细菌的化学组成 2. 细菌的物理性状
半透明、表面积大、渗透压高等。
第1页，共22页。
比浊法
第2页，共22页。
细菌的营养与生长繁殖
Nutrition and Propagation of Bacteria
第3页，共22页。
细菌的营养类型及营养物质
Nutritional Type and Substance of Bacteria
自养菌 autotroph 以简单的无机物为原料，利用CO2等作为碳源， 利用 N2 、NH3等作为氮源，合成菌体成分。为自然界正常菌群。
异养菌 heterotroph 只能以有机物为原料，如蛋白质、糖类等合成
菌体成分获得能量。
特性 耐高热，高压蒸气灭菌（121.
代谢产物 products of metabolism 专性需氧菌 obligate aerobe
➢ （3）色素 pigment
（chemical test for bacteria）。生化试验大多利用化学
指示剂以便观察。
第11页，共22页。
常用的生化试验
❖ 糖发酵试验（sugar fermentation test）
❖ 吲哚试验 （indol test）
❖ 硫化氢试验 （H2S test ） ❖ 尿素酶试验 （urase test ） ❖ VP试验 （VP test）
细菌的生理 Physiology of Bacteria
细菌的理化性状
Physical and Chemical Property of Bacteria
1. 细菌的化学组成 2. 细菌的物理性状
半透明、表面积大、渗透压高等。
第1页，共22页。
比浊法
第2页，共22页。
细菌的营养与生长繁殖
Nutrition and Propagation of Bacteria
第3页，共22页。
细菌的营养类型及营养物质
Nutritional Type and Substance of Bacteria
自养菌 autotroph 以简单的无机物为原料，利用CO2等作为碳源， 利用 N2 、NH3等作为氮源，合成菌体成分。为自然界正常菌群。
异养菌 heterotroph 只能以有机物为原料，如蛋白质、糖类等合成
菌体成分获得能量。
内分泌系统的结构与功能幻灯片PPT
②男性：促进睾酮分泌。
4、促黑素细胞激素
第三节 甲状腺与甲状旁腺
一、甲状腺 （一）甲状腺的位置、形态和结构 （二）甲状腺激素的合成与释放 • 甲状腺素，四碘甲腺原氨酸（T4） • 三碘甲腺原氨酸（T3）
• 合成过程： 腺泡聚碘、碘的活化、酪氨酸碘化与激素合成
（三）甲状腺激素的生理功能
1.对代谢的影响 (1）产热效应
3.自主神经对甲状腺的影响
• 交感神经促进T4、T3分泌 • 副交感神经抑制T4、T3分泌
二、甲状旁腺
（一）甲状旁腺激素及其作用 1.对骨的作用：动员骨钙入血
钙泵活动↑, 破骨细胞数量、活性↑,溶骨活动↑ 2.对肾的作用：
促进钙的重吸收，抑制磷的重吸收 3.促进肠道对钙、磷吸收
25-OH-D3→1,25-(OH)2-D3
腺垂体
IGF
⑷睡眠：
GH
⑸运动、应激、性激素：
幼年缺乏；侏儒症 幼年增多：巨人症 成年增多：肢端肥大症
甲状腺素 雌激素 雄激素
3、催乳素(PRL)
PRL的作用：催乳素的主要作用是促进乳腺生长
发育，引起和维持成熟的乳腺泌乳；调节月经周期。
对性腺的作用： ①女性：促进黄体形成从而促进排卵。
高浓度的PRL通过负反馈抑制作用→抑制排 卵。
一、 下丘脑与腺垂体的机能联系
下丘脑 下 丘 脑 垂 体 束
N垂体
下丘脑 垂 体 门 脉
腺垂体
下丘脑促垂体区分泌的调节肽
（四）神经垂体释放的激素
1.血管升压素/抗利尿激素
2.催产素 乳腺：排乳 子宫：促进子宫平滑肌收缩
（五）腺垂体分泌的激素
、、1、促激素 促甲状腺素、促肾上腺皮质激素、 促性腺激素(卵泡刺激素和黄体生成素)。
4、促黑素细胞激素
第三节 甲状腺与甲状旁腺
一、甲状腺 （一）甲状腺的位置、形态和结构 （二）甲状腺激素的合成与释放 • 甲状腺素，四碘甲腺原氨酸（T4） • 三碘甲腺原氨酸（T3）
• 合成过程： 腺泡聚碘、碘的活化、酪氨酸碘化与激素合成
（三）甲状腺激素的生理功能
1.对代谢的影响 (1）产热效应
3.自主神经对甲状腺的影响
• 交感神经促进T4、T3分泌 • 副交感神经抑制T4、T3分泌
二、甲状旁腺
（一）甲状旁腺激素及其作用 1.对骨的作用：动员骨钙入血
钙泵活动↑, 破骨细胞数量、活性↑,溶骨活动↑ 2.对肾的作用：
促进钙的重吸收，抑制磷的重吸收 3.促进肠道对钙、磷吸收
25-OH-D3→1,25-(OH)2-D3
腺垂体
IGF
⑷睡眠：
GH
⑸运动、应激、性激素：
幼年缺乏；侏儒症 幼年增多：巨人症 成年增多：肢端肥大症
甲状腺素 雌激素 雄激素
3、催乳素(PRL)
PRL的作用：催乳素的主要作用是促进乳腺生长
发育，引起和维持成熟的乳腺泌乳；调节月经周期。
对性腺的作用： ①女性：促进黄体形成从而促进排卵。
高浓度的PRL通过负反馈抑制作用→抑制排 卵。
一、 下丘脑与腺垂体的机能联系
下丘脑 下 丘 脑 垂 体 束
N垂体
下丘脑 垂 体 门 脉
腺垂体
下丘脑促垂体区分泌的调节肽
（四）神经垂体释放的激素
1.血管升压素/抗利尿激素
2.催产素 乳腺：排乳 子宫：促进子宫平滑肌收缩
（五）腺垂体分泌的激素
、、1、促激素 促甲状腺素、促肾上腺皮质激素、 促性腺激素(卵泡刺激素和黄体生成素)。
细菌III型分泌系统
认为T3SS和鞭毛系统同源，示意图如下
三、Ⅲ型分泌系统分泌机制及调控
细菌的 Ⅲ 型分泌系 统是一步性分泌 , 是 sec不依赖性的所分 泌的效应蛋白不在 胞浆间隙中停留 , 也 不被切割 , 直接从胞 质输送到细胞表面。 Ⅲ型分泌系统的分 泌信号长期以来被 认为是位于分泌蛋 白的 N端的 15～20 个氨基酸。
分泌过程的翻译后调控与系统中刺激这个调控的生理信号和与宿主因子 的接触有关。 •分泌蛋白识别注 射装置的机制很 复杂，需要多种 信号肽、分子伴 侣 ( 伴侣蛋白)和 辅助蛋白的帮助。 在这些蛋白的帮 助 下分泌蛋白才 能从直接从细菌 的胞质中分泌到 细 胞外。
•其中，T3SS注射装置对分泌效应蛋白的调节具有一定的选择性。T3SS注射 装置只允许少量的分泌蛋白通过。分泌蛋白必须 正确识别和通过不同的注射 装置。分泌蛋白首先识别 注射装置的开口，然后开始伸展通过狭窄的注射装 置口，进入宿主细胞后形成效应蛋白。
Psic A、Sicp 编码Ⅲ型分泌 系统
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
细菌Ⅲ型分泌系统
安徽农业大学预防兽医学 11720695 杨骁
主要内容
一、Ⅲ型分泌系统的概述 二、Ⅲ型分泌系统的结构和组成 三、Ⅲ型分泌系统分泌机制 四、Ⅲ型分泌系统与细菌致病性 五、Ⅲ型分泌系统的特点 六、Ⅲ型分泌系统的展望
一、细菌分泌系统的概述
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。
细菌的生理ppt课件
嗜热微生物
嗜热机制：
细胞内的Ｅ具强抗热性 产生的多胺，热亚胺和高温精胺物质对蛋 白质等组织结构具有保护作用。 核酸也具有热稳定性的保护结构。 细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪 酸，使膜具有稳定性。
必要气体
主要是O2与CO2
根据细菌对氧的需求，可分为4类：
➢ 专性需氧菌：超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶 ➢微需氧菌 ➢兼性厌氧菌 ➢专性厌氧菌：缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色
1.碳源：构成细胞及代谢产物的骨架 ；是大多数
微生物代谢所需的能量来源 2.氮源：为微生物提供合成细胞物质代谢产物的 原料，氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵 盐，亚硝酸盐作氮源,同时也作能源。同时也做能 源。
营养物质
3.无机盐： ➢ 构成微生物细胞的组成成分 ➢ 调解渗透压， PH值和氧化还原电位 ➢ 构成酶活性基的组成成分，维持E活性。Mg、
特点：
➢生长速率常数等于零 ➢菌体粗大 ➢ＲＮＡ含量增加 ➢代谢活力强
➢对 不 良 条 件 抵 抗 能 力 降低
此 期 长 短 与 接 种 龄 、 接种量、培养基成分有 关。
细菌繁殖方式与速度
对数生长期（8-18h）
特点：酶系活跃， 代谢最强，分裂旺 盛，菌数呈几何级 增多。活菌数和总 菌数接近。
细菌的化学组成
细菌的化学组成 水、无机盐（P）、Pr、糖、脂、 核酸，尚含有特殊化学组成（肽聚 糖、胞壁酸、磷壁酸、DAP、DPA 仅见于原核细胞型生物）。
细菌的物理性状
物理性状 ➢ 光学性质：半透明体，细菌悬液呈混 浊状态。 ➢ 表面积：比表面积远大于其它生物， 有利于同外界物质交换，因此细菌的代 谢旺盛，繁殖迅速。 ➢ 带电现象：在中性或弱碱性环境中， PH> 等 电 点 ， 羧 基 电 离 ， 细 菌 带 负 电 G+>G
细菌III型分泌系统
分泌器蛋白：不同三型
1) 内膜转运蛋白的Lcr D家族， 可形成一个中央通道； 2) 细胞质ATP酶Ysc N家族，其同源性蛋白在已知的细菌、 真核、
古细菌三型分泌系统中均存在； 3) Ysc O、 Ysc P及同源蛋白这个位点被氨基酸同源性小或 无的基因
所占据； 4) Ysc F、 Ysc l 、Ysc K ， Ysc L家族有完全的亲水特性， 可能位于
细胞质； 5 ) Yop N 及同源性蛋白位于细菌表面，在钙离子存在条件下以及不
接触真核细胞时，通道关闭； 6) Ysc C家族及其同源性蛋白是形成通道使分泌蛋白穿过外膜；
7)形成鞭毛的成分等。
I、Ⅲ型分泌系统是sec不依赖性的，Ⅱ、Ⅳ型是sec依赖性的。
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 ( Salmonella enterica) 、志贺氏菌 ( Shigella) 、埃希氏大 肠杆菌 ( Escherichia coli )等；
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。另 外 ,第五种大分子分泌途径 和质粒的接合转移有关。
IV型
根据是否依赖信号肽 ( signal sequence ，sec)的特点，可将其 分为 sec依赖性和sec不依赖性 两类。
细菌Ⅲ型分泌系统
安徽农业大学预防兽医学 11720695 杨骁
主要内容
一、Ⅲ型分泌系统的概述 二、Ⅲ型分泌系统的结构和组成 三、Ⅲ型分泌系统分泌机制 四、Ⅲ型分泌系统与细菌致病性 五、Ⅲ型分泌系统的特点 六、Ⅲ型分泌系统的展望
一、细菌分泌系统的概述
细菌性阴道病(BV)简介ppt课件
溴甲酚紫试纸变紫色
胺实验的缺点
胺试验的特异性差，结果影响因素多，滴虫 、宫颈糜烂等都可影响导致结果阳性；众多医院 的临床对照实验评估证实 BV胺实验试剂假阳性率 分别为25%--35% ，通过与 BV确诊结果对照发现， BV胺实验试剂结果符合率分别60%--70% ，符合率 不高。假阳性的结果将导致患者接受抗厌氧菌治 疗，杀灭阴道正常菌群，造成阴道生态环境的失 调，损害身心健康。
正常菌群对人体的重要作用
乳酸杆菌是正常阴道的最主要的优势菌，占阴道菌群的
90%以上。
阴道上皮细胞中含有丰富的糖原，在阴道乳酸杆菌的作
用下，分解为乳酸，维持阴道正常的酸性环境，抑制碱 性环境中繁殖的病原体，也称为阴道的自净作用。
乳酸杆菌黏附于黏膜，形成保护屏障，竞争黏附，阻止
病原微生物定植。
3）白细胞酯酶: 检测孔不变色，白细胞酯酶阴性；
Livzon BV 四联结果判读实例
pH值的检测对照所附比色卡进行判读,正常pH≤4.4; 1）唾液酸酶项:检测孔颜色变蓝,BV弱阳性； 2）过氧化氢项:检测孔颜色不变色, H2O2≤2umol/l阳性； 3）白细胞酯酶:检测孔颜色变蓝, 白细胞酯酶阳性；
类杆菌属（Bacterides spp.）
普氏杆菌属（Prevotilla spp.） 动弯杆菌属（Mobilucus SPP.） 其它:人型支原体等
BV与常见阴道炎简介
种类
细菌性阴道病 Bacterial Vaginosis 霉菌性阴道炎 Volvovaginal Candidiasis
Livzon BV 四联操作注意事项
样本采集：用无菌棉拭子收集女性阴道壁
（阴道下部1/3处）尽可能多的分泌物；
胺实验的缺点
胺试验的特异性差，结果影响因素多，滴虫 、宫颈糜烂等都可影响导致结果阳性；众多医院 的临床对照实验评估证实 BV胺实验试剂假阳性率 分别为25%--35% ，通过与 BV确诊结果对照发现， BV胺实验试剂结果符合率分别60%--70% ，符合率 不高。假阳性的结果将导致患者接受抗厌氧菌治 疗，杀灭阴道正常菌群，造成阴道生态环境的失 调，损害身心健康。
正常菌群对人体的重要作用
乳酸杆菌是正常阴道的最主要的优势菌，占阴道菌群的
90%以上。
阴道上皮细胞中含有丰富的糖原，在阴道乳酸杆菌的作
用下，分解为乳酸，维持阴道正常的酸性环境，抑制碱 性环境中繁殖的病原体，也称为阴道的自净作用。
乳酸杆菌黏附于黏膜，形成保护屏障，竞争黏附，阻止
病原微生物定植。
3）白细胞酯酶: 检测孔不变色，白细胞酯酶阴性；
Livzon BV 四联结果判读实例
pH值的检测对照所附比色卡进行判读,正常pH≤4.4; 1）唾液酸酶项:检测孔颜色变蓝,BV弱阳性； 2）过氧化氢项:检测孔颜色不变色, H2O2≤2umol/l阳性； 3）白细胞酯酶:检测孔颜色变蓝, 白细胞酯酶阳性；
类杆菌属（Bacterides spp.）
普氏杆菌属（Prevotilla spp.） 动弯杆菌属（Mobilucus SPP.） 其它:人型支原体等
BV与常见阴道炎简介
种类
细菌性阴道病 Bacterial Vaginosis 霉菌性阴道炎 Volvovaginal Candidiasis
Livzon BV 四联操作注意事项
样本采集：用无菌棉拭子收集女性阴道壁
（阴道下部1/3处）尽可能多的分泌物；
内分泌系统的结构与功能ppt课件
3）影响GH分泌的其他因素
•睡眠：觉醒＜睡眠，入睡60分钟左右达高峰
•代谢：血糖↓ ，GH分泌↑
氨基酸、脂肪酸↑，GH分泌↑
•运动、应激刺激 GH分泌↑
•甲状腺激素、雌激素 GH分泌↑
.
32
33
（二）催乳素（PRL）：含有199个氨基酸的多肽
催乳素的作用：主要作用是促进乳腺生长发育， 引起和维持成熟的乳腺泌乳，调节月经周期。
协调作用、拮抗作用、允许作用
节律性分泌 周期性：日节律、月节律、年节律
代谢失活 半衰期：血液中各种激素活性消失一半所需的时间。
多数10~30min，短则数. 秒（NE）、长则数日（T31、1 T4）。
激素的高效作用
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在靶细胞水平的相互作用
1.协同作用：作用相加或增强 生长素→[血糖↑]←糖皮质激素 2.拮抗作用：不同激素发挥相反生理效应 胰岛素→↓[血糖]↑←胰高血糖素 3.允许作用：有的激素本身不能直接对某些器官、 组织或细胞产生生理效应，但有它的存在，可使另 一激素的作用明显加强。 如：GC对NE
呈大小不等形状不定的细胞 团。
能分泌胰岛素与胰高血糖
素等激素。胰岛细胞主要分 为A细胞、B细胞、D细胞及
PP细胞。
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第二节 激 素
激素是由内分泌细胞分泌，在细胞与细胞间传递信 息的化学物质，是体液调节的物质基础。
一、激素的分类
激素的种类繁多，按其化学性质主要可分为三大类：
1.含氮激素： 蛋白质激素：主要有胰岛素、甲状旁腺激素、腺垂体激素等；
肽
促进MSH释放
促黑(素细胞)激素释放 MIF
肽
抑制MSH释放
抑制因子
催乳素释放因子
PRF
细菌III泌系统
调节蛋白： 包括 invF 、 FhilA—iagB、phoPQ、 操纵子等若干蛋白，对三型分泌系 统的基因表达发挥调节作用
分泌蛋白 可借助于分泌器形成的通道, 在分子伴侣的帮 助下,直接从细胞质分泌到细胞外。 分泌过程受谓节蛋白的调节。若细菌接触上皮细胞，可将一些分泌蛋白注入宿主 细胞中。分泌蛋白的进入，可促进细菌侵入上皮细胞。如果缺失某个分泌器基因， 常会导致分泌蛋白无法分泌到细胞外。
T3SS可以将病原菌效应蛋白直接注入宿主细胞中。最初T3SS只 是在少数的致病菌中发现，后来在人类、动物甚至植物的共生菌或 益生菌中都有发现。
近几年在 T3SS的结 构、装配以及致病机 理的研究上取得巨大 的进展。研究T3SS 的装配不仅有助于探 索病原菌的致病机制， 还对研究细胞器装配 和蛋白分泌有很大的 帮助。
二、Ⅲ型分泌系统的结构和组成
Ⅲ型分泌系统的结构
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( needle complex，NC)或 “ 注射器” ，目前 已有了较为规范的新名词：T3SS注射 装置 (injectisome)。
来自鼠伤寒沙门氏菌 TS33电镜照片
致ห้องสมุดไป่ตู้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。
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
病原菌为了生存和进 入真核宿主细胞，经 过长期进化逐渐形成 了入侵宿主细胞的特 异性机制，其中最显 著的机制是细菌Ⅲ型 分泌系统 (T3SS) 。
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4) Ysc F、 Ysc l 、Ysc K ， Ysc L家族有完全的亲水特性， 可能位于 细胞质；
5 ) Yop N 及同源性蛋白位于细菌表面，在钙离子存在条件下以及不 接触真核细胞时，通道关闭；
6) Ysc C家族及其同源性蛋白是形成通道使分泌蛋白穿过外膜；
7)形成鞭毛的成分等。
细菌Ⅲ型分泌系统
安徽农业大学预防兽医学 11720695 杨骁
主要内容
一、Ⅲ型分泌系统的概述 二、Ⅲ型分泌系统的结构和组成 三、Ⅲ型分泌系统分泌机制 四、Ⅲ型分泌系统与细菌致病性 五、Ⅲ型分泌系统的特点 六、Ⅲ型分泌系统的展望
一、细菌分泌系统的概述
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。
体上。
与基因组其他部分相比，该分泌系统基 因的DNA G+ 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。
Psic A、Sicp 编码Ⅲ型分泌 系统
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。
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
病原菌为了生存和进 入真核宿主细胞，经 过长期进化逐渐形成 了入侵宿主细胞的特 异性机制，其中最显 著的机制是细菌Ⅲ型 分泌系统 (T3SS) 。
T3SS注射装置的核心是一个针头状的复合 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。
不同分泌系统的基座环形级结构有所不 同，但都是由12到14个亚基构成复合 物，基座不仅可以帮助蛋白穿过细菌的 内膜和外膜，而且和周质中的分泌结构 有密切的联系。
二、Ⅲ型分泌系统的结构和组成
Ⅲ型分泌系统的结构
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( needle complex，NC)或 “ 注射器” ，目前 已有了较为规范的新名词：T3SS注射 装置 (injectisome)。
来自鼠伤寒沙门氏菌 TS33电镜照片
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。
革兰氏阴性细菌有许多分泌蛋白 和外露蛋白, 虽然细菌分泌的这 些蛋白功能各异,但系统发育和遗 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。另 外 ,第五种大分子分泌途径 和质粒的接合转移有关。
IV型
根据是否依赖信号肽 ( signal sequence ，sec)的特点，可将其 分为 sec依赖性和sec不依赖性 两类。
分泌器蛋白：不同三型分泌系统的分泌器蛋白有氨基酸同源性，可 分为几大类 ：
1) 内膜转运蛋白的Lcr D家族， 可形成一个中央通道； 2) 细胞质ATP酶Ysc N家族，其同源性蛋白在已知的细Ysc P及同源蛋白这个位点被氨基酸同源性小或 无的基因 所占据；
T3SS可以将病原菌效应蛋白直接注入宿主细胞中。最初T3SS只 是在少数的致病菌中发现，后来在人类、动物甚至植物的共生菌或 益生菌中都有发现。
近几年在 T3SS的结 构、装配以及致病机 理的研究上取得巨大 的进展。研究T3SS 的装配不仅有助于探 索病原菌的致病机制， 还对研究细胞器装配 和蛋白分泌有很大的 帮助。
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
伴侣蛋白： 三型分泌系统分泌的蛋白。 需要小的、 通常是酸性、 位于细胞 质膜的附属蛋白，特异结合和分泌蛋白结合发挥帮助分泌和分 泌前的稳定作用。在已发现的俘侣蛋白中，Syc E/Yea A, Syc H 作为Yop E 、 Yop H的分子伴侣、Let H／Syc D作为 Yop B 、 Yop D的分子伴侣
调节蛋白： 包括 invF 、 FhilA—iagB、phoPQ、 操纵子等若干蛋白，对三型分泌系 统的基因表达发挥调节作用
分泌蛋白 可借助于分泌器形成的通道, 在分子伴侣的帮 助下,直接从细胞质分泌到细胞外。 分泌过程受谓节蛋白的调节。若细菌接触上皮细胞，可将一些分泌蛋白注入宿主 细胞中。分泌蛋白的进入，可促进细菌侵入上皮细胞。如果缺失某个分泌器基因， 常会导致分泌蛋白无法分泌到细胞外。
针头状突起是一个直的中空筒状结构， 长约60nm，其内部有专门输送分泌蛋 白狭窄的的中心孔道 (约2～3nm) ，孔 道从底部的环状结构一 直延伸到针头 的顶端 。
中心孔道非常小，折叠的蛋白要经过伸 展后才能从中通过。针头结构可以将细 菌的效应蛋白直接注入宿主细胞。
Ⅲ型分泌系统组成
Ⅲ型分泌系统通常由30～40 kbp大小的 基因编码，以毒力岛 ( Pathogenicity island )的形式存在于细菌的质粒或染色
I、Ⅲ型分泌系统是sec不依赖性的，Ⅱ、Ⅳ型是sec依赖性的。
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 ( Salmonella enterica) 、志贺氏菌 ( Shigella) 、埃希氏大 肠杆菌 ( Escherichia coli )等；
5 ) Yop N 及同源性蛋白位于细菌表面，在钙离子存在条件下以及不 接触真核细胞时，通道关闭；
6) Ysc C家族及其同源性蛋白是形成通道使分泌蛋白穿过外膜；
7)形成鞭毛的成分等。
细菌Ⅲ型分泌系统
安徽农业大学预防兽医学 11720695 杨骁
主要内容
一、Ⅲ型分泌系统的概述 二、Ⅲ型分泌系统的结构和组成 三、Ⅲ型分泌系统分泌机制 四、Ⅲ型分泌系统与细菌致病性 五、Ⅲ型分泌系统的特点 六、Ⅲ型分泌系统的展望
一、细菌分泌系统的概述
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。
体上。
与基因组其他部分相比，该分泌系统基 因的DNA G+ 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。
Psic A、Sicp 编码Ⅲ型分泌 系统
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。
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
病原菌为了生存和进 入真核宿主细胞，经 过长期进化逐渐形成 了入侵宿主细胞的特 异性机制，其中最显 著的机制是细菌Ⅲ型 分泌系统 (T3SS) 。
T3SS注射装置的核心是一个针头状的复合 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。
不同分泌系统的基座环形级结构有所不 同，但都是由12到14个亚基构成复合 物，基座不仅可以帮助蛋白穿过细菌的 内膜和外膜，而且和周质中的分泌结构 有密切的联系。
二、Ⅲ型分泌系统的结构和组成
Ⅲ型分泌系统的结构
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( needle complex，NC)或 “ 注射器” ，目前 已有了较为规范的新名词：T3SS注射 装置 (injectisome)。
来自鼠伤寒沙门氏菌 TS33电镜照片
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。
革兰氏阴性细菌有许多分泌蛋白 和外露蛋白, 虽然细菌分泌的这 些蛋白功能各异,但系统发育和遗 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。另 外 ,第五种大分子分泌途径 和质粒的接合转移有关。
IV型
根据是否依赖信号肽 ( signal sequence ，sec)的特点，可将其 分为 sec依赖性和sec不依赖性 两类。
分泌器蛋白：不同三型分泌系统的分泌器蛋白有氨基酸同源性，可 分为几大类 ：
1) 内膜转运蛋白的Lcr D家族， 可形成一个中央通道； 2) 细胞质ATP酶Ysc N家族，其同源性蛋白在已知的细Ysc P及同源蛋白这个位点被氨基酸同源性小或 无的基因 所占据；
T3SS可以将病原菌效应蛋白直接注入宿主细胞中。最初T3SS只 是在少数的致病菌中发现，后来在人类、动物甚至植物的共生菌或 益生菌中都有发现。
近几年在 T3SS的结 构、装配以及致病机 理的研究上取得巨大 的进展。研究T3SS 的装配不仅有助于探 索病原菌的致病机制， 还对研究细胞器装配 和蛋白分泌有很大的 帮助。
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
伴侣蛋白： 三型分泌系统分泌的蛋白。 需要小的、 通常是酸性、 位于细胞 质膜的附属蛋白，特异结合和分泌蛋白结合发挥帮助分泌和分 泌前的稳定作用。在已发现的俘侣蛋白中，Syc E/Yea A, Syc H 作为Yop E 、 Yop H的分子伴侣、Let H／Syc D作为 Yop B 、 Yop D的分子伴侣
调节蛋白： 包括 invF 、 FhilA—iagB、phoPQ、 操纵子等若干蛋白，对三型分泌系 统的基因表达发挥调节作用
分泌蛋白 可借助于分泌器形成的通道, 在分子伴侣的帮 助下,直接从细胞质分泌到细胞外。 分泌过程受谓节蛋白的调节。若细菌接触上皮细胞，可将一些分泌蛋白注入宿主 细胞中。分泌蛋白的进入，可促进细菌侵入上皮细胞。如果缺失某个分泌器基因， 常会导致分泌蛋白无法分泌到细胞外。
针头状突起是一个直的中空筒状结构， 长约60nm，其内部有专门输送分泌蛋 白狭窄的的中心孔道 (约2～3nm) ，孔 道从底部的环状结构一 直延伸到针头 的顶端 。
中心孔道非常小，折叠的蛋白要经过伸 展后才能从中通过。针头结构可以将细 菌的效应蛋白直接注入宿主细胞。
Ⅲ型分泌系统组成
Ⅲ型分泌系统通常由30～40 kbp大小的 基因编码，以毒力岛 ( Pathogenicity island )的形式存在于细菌的质粒或染色
I、Ⅲ型分泌系统是sec不依赖性的，Ⅱ、Ⅳ型是sec依赖性的。
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 ( Salmonella enterica) 、志贺氏菌 ( Shigella) 、埃希氏大 肠杆菌 ( Escherichia coli )等；