FZSWX-幽门螺杆菌的分子生物学特征

幽门螺杆菌的分子生物学特征:

1．脂肪酸组成  

一种细菌独特的脂肪酸组成常常与该菌的分类命名、细胞膜的生理化学特性以及该菌的生物学性状有关。在早先许多学者都对Hp的脂肪酸组成作了测定。尽管在数值略有出入，但 Hp经甲基化处理由气相色谱仪测得的数值表明：Hp的主要脂肪酸有十四烷酸(C14∶0)、十六烷酸(C16∶0)、十六烷烯酸(Cl6∶l)、十八烷酸〈C18∶0〉、十八烷烯酸(Cl8∶l)、顺式9、10亚甲基十九烷酸(C19∶0CYC)，与空肠弯曲菌相比缺少了一个羟基十四烷酸(3-OH-C14∶0)。Inamote等[75]深入地研究了Hp的脂质和脂肪酸。他们发现Hp的脂肪主要是由胆固醇酯、三油酸甘油酯、游离脂肪酸、胆固醇、二酰化甘油和一酰化甘油等简单脂质组成。而且在这些脂质中均含有l1-甲氧基十七烷酸（11-OmeCl7∶0）和11-甲氧基十九烷酸(11-OMeCl9∶0)两种独特脂肪酸。与BCG的耐酸性相比，虽然程度有所不同，两者均有耐酸性，他们认为Hp的脂质与脂肪酸的特征可能是赋予Hp亦具有耐酸性和与BCG耐酸强度不同的重要基础。

2．蛋白质组成   

Hp的菌体蛋白质含量通常由SDS-PAGE方法测定。用这一技术测得的结果，不同分子量的蛋白质条带很多，不同菌株看上去似乎很一致。但是用激光光密度计扫描，并用电脑分析比较，显示它们之间是存在差别的。所有菌株的蛋白质条带80%是相似的，若以91%相似为阈值，可把Hp分成不同的电泳型。Hp的SDS-PAGE电泳谱中部分条带含有Hp的特异性抗原，也有一些条带含有与弯曲菌属细菌的共同抗原，由于技术条件未统一，各家报道的结果略有出入。1990年Cover等[76]从消化性溃疡患者胃活检标本中分离得到的Hp，在肉汤培养基中用SDS-PAGE测到一种82kD大分子量的蛋白，它只在使细胞产生空斑作用的上清液中出现。

另外用免疫印迹法可以用人血清识别在致空斑作用的上清液中存在的l28kD的蛋白质条带。两者在产生空斑作用的上清液中出现的频率之间没有显著性差异。但是由于82kD蛋白质较不易被人的血清识别，而对128kD蛋白质起血清学反应的抗体在消化性溃疡病人中比无消化性溃疡病的Hp感染者中更为常见。这意味着这两种大分子量蛋白质可能与Hp的致病性有关。后来人们把前者82kD蛋白质称作空泡毒素VacA，把后者128kD蛋白质称作细胞毒素相关蛋白CagA，而且经其他学者的工作发现CagA蛋白质的分子量飘移在128~140kD之间[77]。

项兆英等人[78]曾对43株Hp CagA和VacA毒力因子表达的分析揭示能把临床分离株分成两种主要类型。I型细菌含有cagA和vacA基因，表达CagA和VacA蛋白；II型细菌不含cagA基因，不表达CagA和VacA蛋白。I型和II型细菌分别占56%和l6%，而其余的为中间表达型，即仅表达其中一种毒力因子。这一发现证明尽管许多细胞毒性Hp株含有cagA，但是VacA的表达可以不需要CagA的存在。

Hp的鞭毛可在液体培养中借着震荡脱落下来，然后再经梯度离心等方法得以纯化。现知鞭毛蛋白中含有57kD与56kD两种鞭毛素亚单位，它们与弯曲菌属的细菌鞭毛素具有共同的抗原决定簇。但是56kD的鞭毛素尚具有对Hp特异的氨基酸序列结构[79]

3．核酸和基因    

Hp作为一种非常重要的病原因子已经确认，围绕其所做的各项研究工作已经越来越深入和广泛，对其核酸和基因结构的阐明有助于更全面、更深刻地认识该菌。

1997年，Hp 的全基因序列由美国The Institute for Genomic Research, 9712 Medical Center Drive, Maryland;  Department of Molecular Biology, School of Medicine, Washington University St Louis等科研机构协作完成[45]。选用菌株为Hp26695，全部的基因序列呈环行，大小为1667867bp，这个大小类似于流感嗜血杆菌DNA的大小，但只有大肠杆菌DNA大小的1/3。Hp 的G+C平均含量为39%，数值与弯曲菌属的数值范围(30~38mol%)基本重叠，因此使用G+C含量的测定对于鉴别Hp与弯曲菌毫无意义。在菌株Hp26695DNA上有5个区域（用于测序的另一菌株J99则有9个）具有特别的G+C组成。现在，区域2（35% G+C）是同 CagA产生以及IL-8表达上调有关的cag病理基因岛，其它区域的功能和性质尚未完全确定。1，3区域（33% G+C）有插入序列IS605、5S rRNA基因和1个521bp的重复序列。另外，区域1含有virB4基因，它编码的蛋白同Agrobacterium tumefaciens (肿胀土壤杆菌)的T-DNA转运以及Bordetella pertussis (百日咳杆菌)毒素的分泌有关。区域4（43% G+C）含有 rpoB和rpoC的融合基因，该基因编码RNA聚合酶的β和β‘亚单位，编码参与蛋白翻译过程的延长因子 EF-G的基因fusA也同该区域有关。最后，区域5（33% G+C）含有2个基因表达的限制/调整系统。

在菌株26695 DNA中，已有1590个开放阅读框（ORFs）,占到其染色体DNA的91%。Alm等人[3]针对菌株J99染色体DNA的测序工作则确定了1495个开放阅读框 (ORFs），占到其染色体DNA的90.8%。菌株26695 DNA中的非编码区分为三类，基因内序列占到非编码区域6%，同时，非编码的重复序列占到2.3%以及稳定RNA占到0.7%。在1590个ORFs中，1091个可以在其他细菌中发现与其相对应的序列，其余499个ORFs不能在其它细菌中发现相应序列，因此可以认为是Hp特异性的。

总之，Hp 的55%基因序列同其他细菌同源，45%基因是Hp特异的；比较罕见的是不同Hp菌株间的基因排列没有相似性；编码基因数为1590，每个基因平均为945bp大小；平均G+C含量：39%；70%基因编码蛋白的等电点超过7.0（大肠杆菌为40%）。见表3-3。