岑 雪，丁雪燕，婁昆鵬，朱國(guó)強(qiáng)*

(1.揚(yáng)州大學(xué) 獸醫(yī)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.江蘇省動(dòng)物重要疫病與人獸共患病防控協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 揚(yáng)州 225009)

細(xì)菌在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中不斷和宿主發(fā)生互作，通過自身分泌的蛋白作用于特定的宿主細(xì)胞引起特異性或非特異性的免疫應(yīng)答。細(xì)菌所分泌的蛋白在營(yíng)養(yǎng)獲得、適應(yīng)環(huán)境、種內(nèi)和種間信號(hào)通迅以及毒力方面起著至關(guān)重要的作用。在革蘭陰性菌中，分泌的蛋白必須穿過兩個(gè)膜：細(xì)胞質(zhì)膜或內(nèi)膜(Inner membrance，IM)和外膜(Outer membrane，OM)[1]。與革蘭氏陰性菌相比，革蘭氏陽(yáng)性菌在結(jié)構(gòu)上相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼪]有OM，因此該類菌分泌蛋白進(jìn)入細(xì)胞外環(huán)境的過程中只需要穿過胞質(zhì)膜和肽聚糖層[2]。細(xì)菌為了克服從胞質(zhì)向細(xì)胞外空間轉(zhuǎn)運(yùn)多種蛋白的困難，進(jìn)化出一系列專門的分泌途徑，即蛋白分泌系統(tǒng)。

大腸桿菌溶血素A 是在革蘭氏陰性菌中發(fā)現(xiàn)的第一種蛋白分泌系統(tǒng)[3]。此后，在原核生物中相繼發(fā)現(xiàn)了不同種蛋白分泌途徑。截至目前，在細(xì)菌中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了9 種分泌系統(tǒng)，分別為 I 型分泌系統(tǒng)(Type I secretion system，T1SS)、II 型分泌 系統(tǒng)(T2SS)、III 型分泌 系 統(tǒng)(T3SS)、IV型分泌系統(tǒng)(T4SS)、V 型分泌系統(tǒng)(T5SS)、VI 型分泌系統(tǒng) (T6SS)、VII型分泌系統(tǒng)(T7SS)、VIII型分泌系統(tǒng)(T8SS)和 IX 型分泌系統(tǒng)(T9SS)。細(xì)菌通過分泌系統(tǒng)為自身營(yíng)造一個(gè)安全且營(yíng)養(yǎng)豐富的生存環(huán)境，逃避宿主免疫殺傷，對(duì)病原菌的生存、復(fù)制和致病等起到重要作用。本綜述針對(duì)上述發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌分泌系統(tǒng)，簡(jiǎn)要介紹其最新研究進(jìn)展。

1 T1SS

T1SS 裝置相對(duì)簡(jiǎn)單，代表了革蘭氏陰性菌細(xì)胞膜上普遍的蛋白分泌模式。T1SS 的分泌過程僅有3 種蛋白參與：內(nèi)膜 ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Inner-membrane ABC transporter，ABC)、周質(zhì)膜融合蛋白(Periplasmic membrane-fusion protein，PFP)和外膜孔蛋白(Outer-membrane protein，OMP)，這3 種蛋白在含有C 末端分泌信號(hào)底物的存在下聚集，組裝成跨越兩個(gè)膜的復(fù)合體并為未折疊的多肽的易位提供了直接導(dǎo)管，使分泌的蛋白一次性穿過細(xì)胞內(nèi)外膜分泌到胞外，它的顯著特征是 ABC 蛋白的存在，參與水解 ATP化合物的運(yùn)輸[4]。大腸桿菌a- 溶血素的分泌系統(tǒng)即為一個(gè)典型的 T1SS[5]。

沙門菌 T1SS 由毒力島 4 編碼，其利用編碼的 6 個(gè)基因參與調(diào)控細(xì)菌與真核細(xì)胞之間的黏附，促進(jìn)腸道定植與感染[6]。最近 Yoshida 等在脫氧副球菌(Paracoccus denitrificans)中發(fā)現(xiàn)生物被膜相關(guān)蛋白BapA 通過T1SS 易位至細(xì)胞外環(huán)境，使細(xì)胞附著于底物。當(dāng)BapA 位于細(xì)胞表面時(shí)，能夠改變細(xì)胞表面的疏水性，促進(jìn)脫氧副球菌的粘附和生物被膜形成[7]。

Christian 等通過生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)限制條件下，不動(dòng)桿菌T1SS 中任何組分發(fā)生突變均會(huì)消除T6SS的活性[8]。事實(shí)上，T1SS 突變株的 T6SS 是在營(yíng)養(yǎng)限制下被廢除，表明這兩個(gè)系統(tǒng)的功能活性可能被某種反應(yīng)所調(diào)節(jié)，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，銅綠假單胞菌的 T2SS 和 T6SS 受到群體感應(yīng)的共同調(diào)控[9]。在不動(dòng)桿菌 T1SS 突變株中，分泌抑制的調(diào)節(jié)機(jī)制是否也與群體感應(yīng)的調(diào)控有關(guān)？ 還是與其它的細(xì)胞過程有聯(lián)系，還尚未確定。另外，還需進(jìn)一步探究分泌抑制是否具有普遍性？ 在其它細(xì)菌分泌系統(tǒng)中是否也存在相互關(guān)聯(lián)？

2 T2SS

T2SS 是革蘭氏陰性菌中的常規(guī)代謝途徑，產(chǎn)酸克雷伯桿菌的T2SS 是最早被發(fā)現(xiàn)的，隨后，在其它動(dòng)植物細(xì)菌中均有發(fā)現(xiàn)T2SS。研究發(fā)現(xiàn)許多細(xì)菌不止一套T2SS 基因，它們?cè)诠δ苌系姆止み€需要進(jìn)一步的探究。不過，F(xiàn)errandez 等發(fā)現(xiàn)歐文氏菌中的第2 套T2SS 可以分泌一個(gè)錨定在細(xì)菌外表面的果膠裂解酶同源蛋白PnlH[10]。

T2SS 的相關(guān)分泌蛋白主要包括胞內(nèi)附膜蛋白SecA、分子伴侶SecB 和周質(zhì)中的信號(hào)肽切除酶[11]。T2SS 通過二步轉(zhuǎn)移將蛋白質(zhì)從胞質(zhì)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，這與T1SS 將分泌的蛋白直接從胞漿送至細(xì)胞表面的方式有很大的不同。首先，通過Sec 通路或Tat 通路將分泌的蛋白輸出周質(zhì)，然后由全局分泌通路轉(zhuǎn)膜蛋白(General secretory pathway transmembrane protein，GSP)識(shí)別，再通過外周質(zhì)在膜外轉(zhuǎn)移定位。即將修飾組裝后的蛋白在GSP 的幫助下穿過外膜到細(xì)胞外[12-13]。在此分泌過程中 T2SS 主要以 GSP 基因簇為中心[14]。有研究表明T2SS 在分泌過程中需要另外一套內(nèi)膜及外膜蛋白作為跨越外膜的充分必要條件，即需要一個(gè)連續(xù)基因簇編碼的14 個(gè)分泌因子[11]。

T2SS 的功能在于通過專用的外膜通道促進(jìn)折疊的細(xì)胞周質(zhì)蛋白特異性地運(yùn)輸至胞外，與宿主細(xì)胞靶向結(jié)合，有助于細(xì)菌適應(yīng)不同的外界環(huán)境。大多數(shù)被分泌的胞外蛋白酶均能夠通過水解環(huán)境中的物質(zhì)，產(chǎn)生細(xì)菌容易攝取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。T2SS 除獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)這一主要功能外，還能夠分泌蛋白質(zhì)，包括蛋白酶、果膠酶和毒素等，破壞宿主細(xì)胞，引起組織損傷和壞死；同時(shí)，T2SS 能夠促進(jìn)黏附素、黏蛋白或細(xì)胞色素的分泌，并在呼吸、運(yùn)動(dòng)性或生物被膜形成等方面發(fā)揮功能[15]。另外，有研究表明植物病原菌的T2SS 可以分泌鞭毛蛋白，由此推測(cè)，T2SS 可能參與鞭毛組裝過程[16]。對(duì)水稻白葉枯細(xì)菌中分離獲得的T2SS突變基因分析，發(fā)現(xiàn)該基因發(fā)生突變時(shí)，細(xì)菌毒性會(huì)受到影響[17]?？傊?，T2SS 在細(xì)菌的致病作用中有重要作用。

隨著對(duì) T2SS 的研究，雖然對(duì) T2SS 的調(diào)控機(jī)制和相關(guān)分泌蛋白的功能有了一定的了解，但仍有許多問題需要解決，如T2SS 中的GSP 基因簇與相關(guān)蛋白之間的相互作用，GSP 與細(xì)菌致病力的關(guān)系等。

3 T3SS

目前，T3SS 是所有已知蛋白分泌系統(tǒng)中最復(fù)雜的，最初在鼠傷寒沙門氏菌中被發(fā)現(xiàn)[18]。之后在銅綠假單胞菌中也發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)類似于針管狀的T3SS[19]。T3SS 不僅存在于動(dòng)物病原體中，在植物病原體中也有發(fā)現(xiàn)，如青枯假單胞菌[20]。組成 T3SS 的 蛋白有 4 種：裝置蛋白(Apparatus protein)、效應(yīng)蛋白(Effector proteins)、分子伴侶蛋白(Chaperons proteins)和調(diào) 控蛋白(Regulator proteins)[19]，其中發(fā)揮毒力作用的主要是效應(yīng)蛋白，通過易位運(yùn)動(dòng)到達(dá)細(xì)菌液泡膜上，形成孔隙，利用 T3SS 的核心結(jié)構(gòu) - 針狀復(fù)合體以注射的方式注入宿主細(xì)胞內(nèi)，破壞宿主細(xì)胞內(nèi)的多種信號(hào)通路，并感染與定植，繼而引發(fā)特定的病理反應(yīng)[21]。如Bliska 等研究顯示耶爾森氏菌的T3SS 的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和效應(yīng)蛋白能夠調(diào)節(jié)先天性免疫應(yīng)答[22]?？傊?，不同的病原菌通過T3SS 分泌效應(yīng)蛋白作用于宿主產(chǎn)生不同的疾病和癥狀，在致病作用中發(fā)揮著重要作用。

大多數(shù)細(xì)菌只有一個(gè)T3SS，但一些病原體具有多個(gè)T3SS，如傷寒沙門氏菌有兩套完全獨(dú)立的T3SS，其在發(fā)病機(jī)理的不同方面獨(dú)立或者協(xié)調(diào)作用。沙門氏菌的T3SS主要由 SPI-1 和SPI-2 基因編碼的效應(yīng)蛋白起作用，通過將這些分泌蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至宿主細(xì)胞激活傳導(dǎo)通道，或者促使在沙門氏菌表面裝配侵襲小體，促使細(xì)胞凋亡[23]。

最近在分析腸出血性大腸桿菌O157:H7 的基因組序列時(shí)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的 T3SS- 大腸桿菌 III 型分泌系統(tǒng) 2(Escherichia colitype III secretion system 2，ETT2)毒 力 島[24]。它與沙門氏菌的T3SS 雖然同源，但卻存在差異。如在沙門氏菌中編碼T3SS 注射裝置內(nèi)環(huán)的重要蛋白spaR 在ETT2 中是以 epaR1 和 epaR2 的形式存在[25]。雖然已經(jīng)了解到ETT2 編碼的效應(yīng)蛋白對(duì)大腸桿菌分離株功能和毒素的分泌有影響，但是對(duì)于ETT2 毒力島的功能和機(jī)制卻了解很少。

隨著對(duì)組成T3SS 4 種蛋白的進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)有新的調(diào)控因子也參與調(diào)控T3SS，如雙組分系統(tǒng)、小RNA 調(diào)節(jié)子等。然而人們對(duì)T3SS 的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還存在許多未知領(lǐng)域，有待進(jìn)一步深入研究。

4 T4SS

T4SS 在革蘭陽(yáng)性菌和革蘭陰性菌中均有發(fā)現(xiàn)，它們通過接觸依賴的效應(yīng)分子分泌到真核宿主細(xì)胞中，移動(dòng)DNA 元件的接合轉(zhuǎn)移以及與細(xì)胞外環(huán)境DNA 的獨(dú)立交換對(duì)細(xì)菌生存、增殖和致病等發(fā)揮重要的作用[26]。Lederburg和 Fatum 最早于 1946年發(fā)現(xiàn)大腸桿菌 F 質(zhì)粒的 T4SS 接合系統(tǒng)，參與遺傳物質(zhì)的細(xì)胞間轉(zhuǎn)移[27]。T4SS 的結(jié)構(gòu)根據(jù)蛋白功能分為4 個(gè)功能單位：四型偶聯(lián)蛋白(Four - type coupling proteins，T4CP)，參與募集 DNA 和傳遞過程；膜內(nèi)復(fù)合物(Inner membrance complex，IMC)，介導(dǎo)分泌物內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)；跨膜通道復(fù)合物(Outer membrane complex，OMC)，形成通道介導(dǎo)分泌物運(yùn)輸入胞外環(huán)境；接合菌毛，是與受體細(xì)胞結(jié)合的胞外結(jié)構(gòu)[28]。區(qū)別于其它的分泌系統(tǒng)，T4SS 也能夠轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)和核糖核蛋白復(fù)合物，這與細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。

近年來，多種病原菌的T4SS 效應(yīng)蛋白被發(fā)現(xiàn)，其效應(yīng)蛋白的生物學(xué)功能逐漸成為研究熱點(diǎn)。效應(yīng)蛋白的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：抑制吞噬體與溶酶體融合，逃避宿主細(xì)胞降解，如T4SS 能夠有效阻止布氏小體與溶酶體相互作用，使布氏桿菌能夠在細(xì)胞中生存[29]；抑制宿主細(xì)胞凋亡，研究表明嗜吞噬細(xì)胞無形體的T4SS 的效應(yīng)蛋白 Ats-1 可以在線粒體水平抑制細(xì)胞凋亡[30]；營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，T4SS 可以大量募集到效應(yīng)蛋白，協(xié)同為嗜肺軍團(tuán)菌提供營(yíng)養(yǎng)[31]；釋放毒力因子，如幽門螺旋桿菌利用 T4SS 轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞相關(guān)毒素cagA、cagL 從而導(dǎo)致胃黏膜病理改變[32]。

在過去幾年中，T4SS 機(jī)制的諸多細(xì)節(jié)已經(jīng)被探究，比如 F- 菌毛的結(jié)構(gòu)報(bào)道[26]。此外，T4SS 的第一個(gè)原位圖像冷凍電子斷層掃描術(shù)，這意味著在其原生膜環(huán)境中對(duì)T4SS 結(jié)構(gòu)的定義有了新方向[33]。研究發(fā)現(xiàn)柑橘黃單胞菌采用T4SS 以接觸依賴方式殺死緊鄰的競(jìng)爭(zhēng)細(xì)菌，進(jìn)一步突出了這個(gè)分泌超級(jí)大家族的生物多樣性[34]。最近有研究表明T4SS 也是潛在治療性DNA 向人類細(xì)胞輸入的可行載體[35]。因此，T4SS 的研究前景非常廣闊。

5 T5SS

T5SS 為革蘭陰性菌外膜通道轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)中最大的一個(gè)家族，又稱自主轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)。T5SS 與 T2SS 一樣，也分成二步分泌。首先與細(xì)胞內(nèi)膜上的Sec 復(fù)合物結(jié)合，穿過內(nèi)膜到達(dá)外周質(zhì)間隙，再利用 β 折疊桶實(shí)現(xiàn)跨外膜分泌[36]。T5SS 裝置蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)域包括 4 個(gè)：信號(hào)化序列、載客結(jié)構(gòu)域、轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)構(gòu)域和連接結(jié)構(gòu)域[37]。

根據(jù)跨越外膜的特性，可以將 T5SS 分為 5 個(gè)亞型(Va-Ve)：經(jīng)典的Va 單體自主轉(zhuǎn)運(yùn)，如來自奈瑟氏菌的蛋白IgA 和大腸桿菌的黏附素AIDA 均屬于這種類型[38]；Vb單體自主轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)；Vc 3 聚體自主轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)；Vd 自主轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，最初它是在假單胞桿菌中發(fā)現(xiàn)[39]；Ve 自主轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，它是在緊密粘附素和侵襲素中發(fā)現(xiàn)的一種新型轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)[39]。

之前一直認(rèn)為T5SS 的分泌裝置最為單一，且轉(zhuǎn)運(yùn)過程中似乎不需要能量和輔助因子的參與，但是越來越多的研究表明，細(xì)菌細(xì)胞膜中的多種因子是自主轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白所必需的。通過外部跨膜 “ β- 桶狀結(jié)構(gòu)域”的組裝，促進(jìn)了其可溶性效應(yīng)物跨越外膜分泌[40]。在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，需要β桶裝裝置復(fù)合物，催化外膜蛋白整合至脂質(zhì)雙層中[41]。在大腸桿菌中，敲除 BamA 蛋白同源基因，會(huì)導(dǎo)致 β 桶裝裝置復(fù)合物錯(cuò)誤折疊而不能正確質(zhì)插入到外膜，從而導(dǎo)致細(xì)菌的死亡[42]。有研究猜測(cè)：T5SS 使用發(fā)夾中間體啟動(dòng)載客結(jié)構(gòu)域的移位，而Bam 復(fù)合體(或其旁系物Tam 復(fù)合物)在易位孔的膜插入中起作用[43]。但是，Bam 復(fù)合體參與每一個(gè)自主轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)嗎？ 有必要研究 Tam 在自轉(zhuǎn)運(yùn)生物合成中的作用及其與Bam 復(fù)合物的合作方式。

6 T6SS

T6SS 屬于Sec 依賴性分泌系統(tǒng)。Pukatzki 等在霍亂弧菌中發(fā)現(xiàn)了IAHP 基因簇能夠編碼一種對(duì)細(xì)菌感染有重要作用的新的蛋白分泌系統(tǒng)，命名為 T6SS[44]。研究表明，近25 %的革蘭陰性菌有具編碼 T6SS 的基因。T6SS 的基因簇通常編碼12～25 個(gè)蛋白，其中的13 個(gè)保守基因最為關(guān)鍵，通過生物信息學(xué)方法分析，可以將這些基因簇編碼的蛋白大致分為3 類：編碼與噬菌體樣結(jié)構(gòu)相關(guān)的蛋白，如 Hcp、VgrG、TssB、TssC、TssE；編碼與跨膜結(jié)構(gòu)相關(guān)的蛋白，如膜蛋白 TssL、TssM、脂蛋白 TssJ；編碼功能未知的蛋白，如 TssA、TssF、TssG、TssK[45]。當(dāng)然，除了保守的13 個(gè)核心元件，其它的輔助原件與T6SS 基因簇也必不可少。

T6SS 的結(jié)構(gòu)很特殊，被稱為噬菌體樣結(jié)構(gòu)，以倒置的形式鑲嵌于細(xì)胞膜上。眾所周知，噬菌體利用尾部附著在細(xì)菌的表面，再把頭部的DNA 注入細(xì)胞內(nèi)；然而與噬菌體結(jié)構(gòu)相比，T6SS 首先要穿過細(xì)菌自身的細(xì)胞膜，再將分泌物質(zhì)注射到宿主細(xì)胞內(nèi)[46]。T6SS 的結(jié)構(gòu)包含一個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)亞裝置和一個(gè)噬菌體樣結(jié)構(gòu)亞裝置(包括噬菌體鞘、尾管、尾部刺突蛋白和基板等)。T6SS 與噬菌體的高度同源性讓科學(xué)家猜測(cè)具有T6SS 的病原菌可以在一定程度上抵御噬菌體的感染，這種噬菌體樣結(jié)構(gòu)也是將效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到受體細(xì)胞內(nèi)的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)通道[46]。

T6SS 的主要作用是提高細(xì)菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，介導(dǎo)細(xì)菌對(duì)宿主細(xì)胞的致病力。通過Red 同源同組獲得缺失了T6SS 結(jié)構(gòu)基因和轉(zhuǎn)位基因的鰻弧菌在比較嚴(yán)苛的條件下，缺失株的存活率明顯低于野生株[47]。缺失了編碼T6SS組分基因的愛德華氏菌缺乏了感染藍(lán)色古拉米魚的毒力[48]。在某些情況下，特定的 T6SS組分有助于發(fā)揮其毒力作用，可能采取的是與T6SS 的其它組分無關(guān)的方式。如農(nóng)桿菌和弗朗西斯氏菌的毒力作用只與特定的基因有關(guān)，似乎不需要T6SS 編碼基因的參與[48]。

研究發(fā)現(xiàn)T6SS 不僅與細(xì)菌的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，也能夠促進(jìn)細(xì)菌和真核生物之間的共生或互惠關(guān)系，以及介導(dǎo)細(xì)菌之間的合作或競(jìng)爭(zhēng)性相互作用[48]。利用T6SS 的這種生物學(xué)特性將來其有望成為制備新疫苗與抗生素的新靶點(diǎn)。

7 T7SS

T7SS是近年來發(fā)現(xiàn)的僅存在于革蘭氏陽(yáng)性菌的特殊系統(tǒng)。在革蘭氏陽(yáng)性菌中，部分蛋白不帶典型信號(hào)肽序列，在不能通過Tat 或Sec 途徑輸出周質(zhì)的情況下，需要借助一種新的替代蛋白分泌途徑，即與牛結(jié)核分枝桿菌卡介苗(Bacillus Calmette-Guerin，BCG)毒力有關(guān)的 RD1 區(qū)編碼的蛋白分泌系統(tǒng)，也就是 T7SS[2]，表明最早發(fā)現(xiàn)的T7SS 是結(jié)核分枝桿菌的分泌系統(tǒng)。分枝桿菌中存在5 個(gè)不同的基因座，但大多數(shù)菌種由于基因變異或基因刪除的原因?qū)е缕浜械腡7SS 基因并不完整[49]。

T7SS 分泌的毒力相關(guān)蛋白主要是ESAT-6/WXG100 蛋白家族，并且該途徑在機(jī)理上不同于其它分泌系統(tǒng)，因?yàn)樗械鞍姿坪踉诜置谶^程中彼此依賴[50]。目前，對(duì)該蛋白家族中研究較為普遍的是ESAT-6 和 CFP-10，現(xiàn)在也稱為EsxA 和 EsxB。研究顯示 ESAT-6 能夠介導(dǎo)結(jié)核分枝桿菌在巨噬細(xì)胞中形成利于其自身生存的泡沫環(huán)境，CFP-10與ESAT-6 相互依賴參與并促進(jìn)這一過程[50]。而 Pro-Pro-Glu (PPE)蛋白是分枝桿菌特有的，雖然其生物學(xué)功能還需進(jìn)一步探究，但是可以確定的是，細(xì)菌可以誘導(dǎo)該蛋白表達(dá)以阻止感染過程中產(chǎn)生過量的對(duì)細(xì)菌有毒性作用的NO 來實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，對(duì)細(xì)菌的定植有重要作用[51]。

MielichSüss 等研究顯示：在金黃色球菌中，細(xì)菌的功能膜微區(qū)(Functional membrane microdomain，F(xiàn)MM)處的支架蛋白 flotillin 能夠介導(dǎo)T7SS 蛋白的分子間相互作用[52]。因此，通過靶向細(xì)菌的 flotillin，能夠干擾 FMM組織，降低 T7SS 功能，從而抑制 T7SS 介導(dǎo)的 EsxA、EsxB 和 EsxC 底物的分泌。因此抗 FMM 化合物，抑制支架蛋白flotillin 活性可能是一個(gè)創(chuàng)新性的抗微生物策略，可以降低持續(xù)感染期間金黃色葡萄球菌的毒力，以治療金黃色葡萄球菌的感染。

8 T8SS

T8SS 也稱為成核 / 沉淀途徑(The nucleation/precipitation pathway)，是 Curli 生物合成系統(tǒng)[53]，主要分泌用于組裝線性細(xì)胞外纖維的蛋白。Curli 是一種典型的附著在細(xì)胞基質(zhì)外的功能性淀粉樣纖維。

Curli 由兩種亞基組 成 ：CsgA 和 CsgB。CsgA 在細(xì)菌外部的組裝離不開 Curli 亞基 CsgB 成核蛋白的參與[54]。CsgG 寡聚脂蛋白穩(wěn)定地鑲嵌在細(xì)胞外膜上，負(fù)責(zé)輸送Curli 途徑中最大亞基CsgA 和最小亞基CsgB 到細(xì)胞外[55]。CsgA 和 CsgB 一旦分泌到細(xì)胞外膜外側(cè)，CsgB 作為成核劑誘發(fā) CsgA 聚合，通過 T8SS 形成細(xì)胞外基質(zhì)纖維[56]。此外，研究發(fā)現(xiàn) CsgE 和CsgF 同樣在調(diào)控 CsgA 的聚合中發(fā)揮重要的作用[54]。因此，Curli 的生物合成過程均需 CsgE 和 CsgF 的參與。目前還發(fā)現(xiàn) CsgF 在 Curli 生物合成途徑中也起重要作用，但是其具體的作用還不清楚。

Cuili 具有促進(jìn)生物被膜形成和逃避補(bǔ)體介導(dǎo)的殺傷作用，以抵抗惡劣的外界環(huán)境[57]。研究顯示CsgA 和CsgB突變株缺失了表達(dá)Curli 菌毛的功能，與野生型菌株相比，突變體的生物被膜形成能力顯著降低[58]。使用菌血癥小鼠模型來評(píng)估在免疫應(yīng)答情況下產(chǎn)生Curli 的親本和卷曲缺陷突變體中大腸桿菌的存活。結(jié)果顯示，Curli 的產(chǎn)生增加了大腸桿菌的存活數(shù)，進(jìn)一步研究顯示Curli 通過抑制經(jīng)典的補(bǔ)體途徑來防止大腸桿菌對(duì)補(bǔ)體介導(dǎo)的殺傷[57]。

Curli 的前體是淀粉狀蛋白，已知人類淀粉狀前蛋白甲狀腺運(yùn)載蛋白(Transthyretin，TTR)在體外抑制淀粉狀蛋白 -β(Amyloid-β，Aβ)的聚集和沉積[59]，表明 TTR 具有抗淀粉樣蛋白的活性。Jain 等也在研究過程中證實(shí)了這一觀點(diǎn)：TTR 可以以伴侶樣方式抑制淀粉樣蛋白的活性，從而抑制 Curli 的生成和細(xì)菌生物被膜的形成[59]。因此，TTR 可能被用來加強(qiáng)治療或預(yù)防以生物被膜形成為特征的細(xì)菌感染。

9 T9SS

T9SS 是僅在一些擬桿菌門細(xì)菌中新發(fā)現(xiàn)的蛋白分泌系統(tǒng)，也稱為 Por 分泌系統(tǒng)(PorSS)或者 PerioGate。如鴨疫里氏桿菌、約氏黃桿菌、牙齦卟啉單胞菌[53]。目前其在約氏黃桿菌和牙齦卟啉單胞菌研究中較為深入。

在牙齦卟啉單胞菌和一些其它牙周病原體中，T9SS可跨越外膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，特別是毒力因子。通過缺失突變研究顯示，18 個(gè)基因已經(jīng)被證明對(duì)于牙齦卟啉單胞菌發(fā)揮T9SS 功能是必需的。任何這些基因的缺失均會(huì)導(dǎo)致白色素沉著和周質(zhì)中效應(yīng)蛋白(如牙齦卟啉單胞菌)的聚積[60]。這些蛋白在IM 和OM 中構(gòu)建核心結(jié)構(gòu)，一些蛋白發(fā)揮調(diào)控或輔助作用，另一些則參與翻譯后修飾效應(yīng)蛋白。

T9SS 不僅能夠介導(dǎo)致病作用，還可以提供一種運(yùn)動(dòng)方式(稱為滑行運(yùn)動(dòng))。牙齦卟啉單胞菌的T9SS 逃避免疫應(yīng)答，參與破壞人類組織的致病過程，如 Skp 樣蛋白[61]，表明T9SS 參與毒力因子分泌。另外，在porT 陽(yáng)性沒有致病性的擬桿菌中，如約氏黃桿菌，它們是能夠使用滑行運(yùn)動(dòng)的能動(dòng)性微生物，因?yàn)檫@些細(xì)胞不具有鞭毛或菌毛，只能依賴于一種由類桿菌屬特有的蛋白組成的新型動(dòng)力機(jī)器，使得它們?cè)诃h(huán)境中無處不在。SprB 和 RemA 是 T9SS遞送到細(xì)胞表面的與滑動(dòng)有關(guān)的移動(dòng)粘附素，但是關(guān)于T9SS 參與滑行運(yùn)動(dòng)的機(jī)制仍然不很清楚[62]。

10 小結(jié)與展望

細(xì)菌為了與周圍環(huán)境和宿主細(xì)胞更好的相互作用，進(jìn)化出了許多種蛋白分泌途徑。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了9 種蛋白分泌系統(tǒng)，對(duì)這9 個(gè)分泌系統(tǒng)以及各分泌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的深入探究將會(huì)成為今后細(xì)菌分泌系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。一旦這些研究有所突破，將會(huì)為了解細(xì)菌致病機(jī)制、遺傳進(jìn)化和推進(jìn)疫苗藥物的研發(fā)提供理論基礎(chǔ)，也將促進(jìn)分泌系統(tǒng)在醫(yī)藥和生物技術(shù)領(lǐng)域的更廣泛的應(yīng)用。