2022醫(yī)學(xué)課件外膜蛋白結(jié)構(gòu)及分類

1、外膜蛋白 第一頁，共二十二頁。目錄一.外膜蛋白的概念二.外膜蛋白的結(jié)構(gòu)及分類三.外膜蛋白的功能第二頁，共二十二頁。一.外膜蛋白的概念 外膜蛋白(outer membrane proteins,OMP)是革蘭氏陰性菌外膜中的主要結(jié)構(gòu)成分,在細(xì)菌的生命活動中起著重要的作用。 外膜蛋白是一類非常獨特但又非常重要的蛋白質(zhì)，他們廣泛的存在于原核生物的細(xì)胞外膜和真核生物的細(xì)胞器外膜中。第三頁，共二十二頁。第四頁，共二十二頁。二.外膜蛋白的結(jié)構(gòu)及分類都具有-桶狀結(jié)構(gòu)，不同的外膜蛋白的-桶由不同偶數(shù)個-折疊片組成，從8個到22個不等。第五頁，共二十二頁。第六頁，共二十二頁。二分類 1.革蘭陰性細(xì)菌的外膜蛋白按

2、其在細(xì)胞中的拷貝數(shù)分為主要外膜蛋白和次要外膜蛋白主要外膜蛋白在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的拷貝數(shù)一般為lx1052x105,包括外膜A蛋白(OmPA)、脂蛋白(Lipoprotein，LPP)和微孔蛋白(Porins) 1外膜A蛋白又稱熱修飾蛋白或跨膜蛋白,在外膜中含量較多,分子量為3436kDa,富含-片層結(jié)構(gòu)。OmPA位于細(xì)菌染色體圖譜21.5min處,該基因序列在不同菌種間具有高度保守性。 大腸桿菌在性導(dǎo)轉(zhuǎn)染時候平均需要100分鐘時間，這樣按順序把E.coli的基因分成1100。第七頁，共二十二頁。OMPAOMPFFhuA第八頁，共二十二頁。第九頁，共二十二頁。2微孔蛋白又稱基質(zhì)蛋白或透道蛋白,由分子量

3、為35-45kDa的三個相同亞單位構(gòu)成三聚體結(jié)構(gòu)，同OmpA一樣,微孔蛋白富含-片層結(jié)構(gòu),但不具有熱修飾性,在作用溫度小于85時,能抵抗SDS的滅活作用。 微孔蛋白按其運輸物質(zhì)種類不同又可以分為三類:第一類為普通孔蛋白(如OmPC和ompF),形成親水性孔道,允許非特異性水溶性物質(zhì)通過;第二類微孔蛋白包括LamB微孔蛋白、Ph0E微孔蛋白等,能特異性攝取小分子物質(zhì),如LamB參與麥芽糖的攝取,Ph0E那么與磷脂酞化合物的攝取有關(guān);第三類微孔蛋白能攝取介質(zhì)中含量較低的大分子物質(zhì),如維生素B12、鐵元素和含鐵復(fù)合物，此外,大多數(shù)微孔蛋白還是噬菌體和大腸菌素的受體第十頁，共二十二頁。第十一頁，共二十

4、二頁。3脂蛋白是外膜中含量最多的蛋白質(zhì),由58個氨基酸組成,分子量約為7.2kDa，脂蛋白中1/3為結(jié)合脂蛋白,通過C端賴氨酸與膚聚糖層的胞壁酸共價交聯(lián),其余2/3為游離脂蛋白，脂蛋白具有高度螺旋結(jié)構(gòu),其前體蛋白含有一個由20個氨基酸組成的信號膚,在脂蛋白分泌和易位到細(xì)菌外膜時信號膚即行脫落，脂蛋白不暴露于細(xì)胞外表,脂蛋白分子間交聯(lián)形成寡聚體,并通過3個脂肪酸與外膜疏水結(jié)合,因此它不具有作為噬菌體受體和大腸菌素受體的功能第十二頁，共二十二頁。次要外膜蛋白有20多種,其在細(xì)胞內(nèi)的拷貝數(shù)為1x1031x104。 但Omp的數(shù)量及種類隨著不同菌株及不同培養(yǎng)條件而有所變化,如E.coli在富含麥芽糖培

5、養(yǎng)基中培養(yǎng)時,lamB蛋白為主要蛋白,而當(dāng)細(xì)菌在無鐵條件下培養(yǎng)時,FepA蛋白那么成為主要蛋白。第十三頁，共二十二頁。2.按其存在位置與別離難易度不同分為膜內(nèi)在蛋白和膜周邊蛋白膜內(nèi)在蛋白約占外膜蛋白的7080%,因其局部或全部鑲嵌于脂質(zhì)雙層中,需使用劇烈條件才能把它們別離開來一般講只有用去垢劑(detergent)使膜解后才可別離出來。第十四頁，共二十二頁。膜周邊蛋白是分布于膜外外表的水溶性蛋白,約占外膜蛋白的2030%,是通過離子鍵或其它非共價鍵與膜蛋白分子或脂分子相連,結(jié)合力較弱,因此只要改變?nèi)芤旱碾x子強度甚至提高溫度就可以從膜上別離下來，膜結(jié)構(gòu)并不被破壞。第十五頁，共二十二頁。3.其他分

6、類方式 布魯氏菌分為3組，其中 第1組外膜蛋白目前已經(jīng)確定的有10 ,18 ,19 ku外膜蛋白； 第2組包括36 ku38 ku外膜蛋白,為膜孔蛋白； 第3組包括31 ku34 ku外膜蛋白和25 ku27 ku外膜蛋白。第十六頁，共二十二頁。三.外膜蛋白的功能 1.外膜蛋白在細(xì)菌的致病過程中起著十分重要的作用，如細(xì)菌侵襲、粘附、細(xì)菌毒素的分泌等。沙門菌OMP具有免疫調(diào)節(jié)特性：增強機體的細(xì)胞免疫和體液免疫；增強非專職的抗原遞呈細(xì)胞(APc)的抗原遞呈效率，如腹腔巨噬細(xì)胞：誘導(dǎo)無免疫小鼠的超敏反響；增強腹腔巨噬細(xì)胞的殺菌活性等。2.表達(dá)鐵調(diào)節(jié)外膜蛋白,鐵調(diào)節(jié)外膜蛋白對鐵具有高度親和性,能直接從

7、轉(zhuǎn)鐵蛋白和乳鐵蛋白中攝取鐵,以保證病原菌在體內(nèi)大量生長繁殖,產(chǎn)生毒素而致病。如OMP31具有HBP的功能，是用革蘭氏陰性細(xì)菌從宿主獲取鐵離子的渠道之一第十七頁，共二十二頁。 3.細(xì)菌的外膜蛋白具有良好的免疫原性,不僅可激發(fā)機體的體液免疫,而且可引起細(xì)胞免疫,并且還可通過遺傳工程技術(shù)大量表達(dá)。雖然外膜蛋白具有致病作用,但是其致病性往往是在完整細(xì)菌中才可表現(xiàn)出來并與其它毒力因子協(xié)同作用。 沙門菌屬外膜蛋白具有能刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子，并激活巨噬細(xì)胞殺滅沙門菌的特性；通過動物接種可使被接種動物抵抗沙門菌的攻擊，提示外膜蛋白具有免疫保護作用。 布魯氏菌OMP25是保護性抗原，與致病力相關(guān)。第十八頁，

8、共二十二頁。4.有助于細(xì)菌產(chǎn)生免疫逃避，外膜蛋白主要通過抗吞噬和阻斷抗體或補體的殺菌作用使細(xì)菌產(chǎn)生免疫逃避。如偽結(jié)核耶爾森氏菌在缺鈣培養(yǎng)條件下可大量表達(dá)外膜蛋白YoPH,使細(xì)菌具有較強抗吞噬作用,而Y0PH.株細(xì)菌易被吞噬細(xì)胞吞噬。淋病奈瑟氏菌外膜蛋白111刺激機體產(chǎn)生阻抑抗體,與特異性抗原結(jié)合而抑制殺菌抗體的活性。第十九頁，共二十二頁。 (一)OMP A主要作用是維持外膜的完整,同時它也是噬菌體和大腸菌素的受體,參與F菌毛介導(dǎo)的接合過程。布魯氏菌OMP19的主要作用也是維持外膜結(jié)構(gòu)二微孔蛋白具有轉(zhuǎn)運和通透作用,即允許營養(yǎng)物質(zhì)的流入,而在有害物質(zhì)進入時那么形成滲透障礙。 OMP C那么構(gòu)成了1.08 nm的孔,此種孔能把膽汁鹽排斥在細(xì)胞外,并能減慢營養(yǎng)物質(zhì)透過膜的速度。三脂蛋白促使肽聚糖與細(xì)菌外膜層的連接更加牢固，其作用主要是維持細(xì)菌外膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但并非是細(xì)菌生長所必需的。還參與營養(yǎng)物質(zhì)及礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，且大腸桿菌的脂蛋白還可作為噬菌體的受體。第二十頁，共二十二頁。 THANK YOU !第二十一頁，共二十二頁。內(nèi)容總結(jié)外膜蛋白。1.外膜蛋白在細(xì)菌的致病過程中起著十分重要的作用，如細(xì)菌