奴卡氏菌細胞壁生物合成之功能性基因體研究

Abstract

細菌細胞壁結構對細菌之生存有重要影響，細胞壁決定細菌之細胞形狀並提供細菌對於低滲透壓環境的適應力，以及對於致病菌之致病能力具有決定性的影響。奴卡氏菌之細胞壁結構為一獨特結構。奴卡氏菌細胞壁結構和分支桿菌、赤紅球菌等，具高度相似性，這些菌種之細胞壁結構上核心結構為黴菌酸連結阿拉伯聚半乳醣再連結上肽聚醣。放線菌中，黴菌酸為分支桿菌、赤紅球菌、棒狀桿菌以及奴卡氏菌等棒狀桿菌亞目下菌種之特徵。此黴菌酸所形成之物理性防壁使得奴卡氏菌細胞壁通透性很低，也導致奴卡氏菌對許多種抗生素皆具天然抵抗能力。此外，奴卡氏菌的獨特細胞壁結構也成為抗生素設計上的一個理想目標。 本論文旨在研究奴卡氏菌細胞壁生物合成基因群，首先自本實驗室(邱顯泰實驗室)取得原有一段巴西奴卡氏菌基因體上之DNA片段，此片段並已經先被部分定序得知可與細胞壁生合成相關。本研究延續下去將整個巴西奴卡氏菌基因體有關細胞壁生合成DNA片段定序完畢，總共約有四萬七千七百個鹼基對之DNA片段被完整定序。其中黴菌酸、阿拉伯聚醣以及半乳聚醣等物質之相關生合成基因皆包含在此DNA片段之中。且在此序列中發現了鼠李醣等特殊去氧醣生合成基因群組。本研究所得鼠李醣與其他細胞壁相關之生合成基因皆可作為藥物設計之良好目標。本研究結果亦可藉由比較奴卡氏菌以及其它菌種細胞壁生合成基因之組成分佈，而作為演化親緣上之比較與瞭解。