第3章细胞免疫系统

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1、课时：32学时授课方式：讲授+讲座开课时间：2014年秋季第三章细菌免疫系统及其与宿主相互作用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结构特征微生物群落和人体代谢微生物群落与免疫系统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

2、种防御机制细菌的免疫系统细菌的防御机制细菌的免疫系统--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，具有相同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行甲基化，保护DNA不被REase裂解R-M-系统限制修饰系统(Restriction-Modification，RM)R-M系统的发现细菌的免疫系统--R-M系统大肠埃希菌（Escherichiacoli）的EcoRI

3、和EcoRII流感嗜血菌（Haemophiliusinfluenzae）的HindII和HindIIIR-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～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

4、～～～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：EcoKI）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序列催化甲基化反应限制性切割蛋白质功能细菌的免疫系统--R-M系统II型R-M系统

5、（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行切割，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相同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BbvCIBglI细菌的免疫系统--R-M系统细菌的免疫系统R-M系统II型R-M系统亚型特征举例A不对称识别序列FokI、AciIB在双链上切割识别位点的两端BcgIC对称或者不对称识别位点，限制酶和

6、甲基化酶融合成一个多肽GsuI、HaeIV、BcgIE两个识别位点，一个是切割位点，另一个是效应器EcoRII、NaeIF两个识别位点，协同切割SfiI、SgrAIG对称或不对称识别位点，受AdoMet影响BsgI、Eco57IH对称或不对称识别位点，同I型R-M系统基因结构相似BcgI、AhdIM亚型IIP或IIA，依赖甲基化位点DpnIP对称识别位点和切割位点EcoRI、PouMI、BslIS不对称识别位点和切割位点FokI、MmeIT对称或不对称识别位点，限制酶是异二聚体Bpu10i、BslI细菌的免疫系统R-

7、M系统III型R-M系统（代表：EcoP1I和EcoP15I）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DNAT-A系统，即毒素-抗毒素系统(Toxin-AntitoxinTA)细菌的免

8、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（plasmidaddictionsystem）1995年Aizenman等首次在大肠埃希氏菌的染色体上发现T-A系统（theMazEFaddictionmodule）目前认为广泛存在于几乎所有的真细菌和许多古菌中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