定稿第3章细胞免疫系统学习资料演示课件.ppt

课时：32学时授课方式：讲授+讲座开课时间：2021年秋季第三章 细菌免疫系统及其与宿主相互作用1 细菌的免疫系统 微生物群落与宿主相互作用本章主要内容 R-M 系统 T-A 系统 Abi系统 CRISPR-Cas系统 人体各部位微生物群落构造特征 微生物群落和人体代谢 微生物群落与免疫系统2 细菌的免疫系统 被动适应：阻止噬菌体吸附，阻止DNA进入细胞主动防御：裂解侵入DNA，宿主细胞死亡阻止噬菌体扩散各种机制相互配合构成有效免疫系统噬菌体无处不在，对细菌生存构成极大威胁DNA遗传元件可通过转导、转化和结合转移DNA细菌面临各类DNA侵袭，进化多种防御机制 细菌的免疫系统 细菌的防御机制3 细菌的免疫系统 -- R-M系统 最早发现的细菌免疫系统，典型的RM系统由限制酶(REase) 和修饰酶〔主要为甲基转移酶〕构成，它们通常成对出现，具有一样DNA识别位点 REase识别并裂解特定的DNA序列，同源的甲基转移酶(MRase)对同一识别位点上的腺嘌呤或胞嘧啶进展甲基化，保护DNA不被REase裂解R-M-系统 限制修饰系统 (Restriction-Modification，RM)4 R-M系统的发现细菌的免疫系统--R-M系统大肠埃希菌〔Escherichia coli〕的EcoR I 和EcoR II流感嗜血菌〔Haemophilius influenzae〕的Hind II 和Hind III5 R-M系统的作用方式 通过限制酶的作用切合和裂解外来核酸，即对外来 遗传物质的限制作用无修饰噬菌体羟甲基胞嘧啶～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～无修饰噬菌体胞外胞内感染经典R-M系统无感染感染细菌的免疫系统 -- R-M系统6 R-M 系统分型 依据亚基组成、酶切位置、识别位点和辅助因子等可分为：I、II、 III 和IV型 I型R-M系统〔代表：EcoK I〕兼有限制酶和甲基化酶活性的多亚基蛋白质复合体包含：2个R亚基、2个M亚基、1个S亚基标志：hsd 基因盒，包含hsdR、hsdM 和hsdS 基因 对应蛋白质为：HsdR、HsdM 和 HsdS需要ATP提供能量HsdRHsdMHsdS决定DNA序列催化甲基化反响限制性切割蛋白质功能细菌的免疫系统 -- R-M系统7 II型R-M系统〔代表：商品化限制酶〕研究最多、应用最多较小：200-350个氨基酸特点：识别特定DNA位点〔一般为短对称序列〕，在该位点上或者附近进展切割，产生3’羟基和5’磷酸需要Mg2+作为辅助因子，一般不需要甲基化酶伴侣的协同限制酶是一群形状和来源都不尽一样的蛋白质根据识别位点、切割方式及其与甲基化酶的协同方式不同分为多个亚型BbvC IBgl I细菌的免疫系统 -- R-M系统8 细菌的免疫系统 R-M系统 II型R-M系统9 细菌的免疫系统 R-M系统 III型R-M系统〔代表：EcoP1 I 和 EcoP15 I〕 IV型R-M系统〔代表：大肠埃希氏菌的McrBC和Mrr〕限制酶兼有限制和修饰两种功能包含：mod 和res 两种基因， 编码识别与修饰功能的Mod亚基和限制性切割功能的Res亚基需要ATP水解提供能量由1-2个亚基组成，其编码的蛋白质仅切割修饰的DNAMcrBC 系统识别Rmc位点，切割在距其约30bp的位置发生Mrr系统限制多种腺嘌呤甲基转移酶及几种5-甲基胞嘧啶甲基转移酶修饰的DNA10 T-A系统，即毒素-抗毒素系统( Toxin-Antitoxin TA) 细菌的免疫系统 T-A系统 1983年首次发现于质粒上，一度被认为质粒成瘾系统〔plasmid addiction system〕 1995年Aizenman等首次在大肠埃希氏菌的染色体上发现T-A系统〔the MazEF addiction module〕 目前认为广泛存在于几乎所有的真细菌和许多古菌中11 T-A系统的发现细菌的免疫系统 T-A系统核心：由一个稳定的毒素和一个不稳定的抗毒素组成 的负反响环〔negative-feedback loop〕功能：维持质粒稳定性、调控基因表达、控制细菌生 长、介导持留菌〔persister〕的形成及细胞程 序性死亡〔programmed cell