崔天琦 白鳳翎 勵(lì)建榮

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心遼寧錦州 121013）

群體感應(yīng)（quorum sensing，QS）是細(xì)菌以細(xì)胞密度依賴性方式協(xié)調(diào)基因表達(dá)和生理行為的系統(tǒng)[1]。它由自體誘導(dǎo)物（autoinducers，AI）介導(dǎo)，被動(dòng)地與周圍環(huán)境中的細(xì)菌細(xì)胞進(jìn)行有效信息交換[2]，信號(hào)分子的積累與細(xì)菌數(shù)量成正比。 當(dāng)信號(hào)分子濃度達(dá)到閾值時(shí)， 同源受體結(jié)合信號(hào)分子并觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，導(dǎo)致其在生物膜形成、生物發(fā)光、質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移以及毒力因子等QS 表型表達(dá)[3]。 目前，在已鑒定的細(xì)菌多種信號(hào)分子中， 革蘭氏陰性菌產(chǎn)生的N-?；呓z氨酸內(nèi)酯類 （N-acylated homoserine lactones，AHLs）信號(hào)分子介導(dǎo)的QS 現(xiàn)象在海洋生態(tài)環(huán)境的細(xì)菌中最為常見。 群體感應(yīng)淬滅（quorum quenching，QQ）是指通過抑制AHLs合成，降解AHLs 以及阻斷AHLs-LuxR 相互作用3 種方式干擾和破壞自身誘導(dǎo)的QS， 進(jìn)而抑制介導(dǎo)細(xì)菌行為的基因表達(dá)。 由于細(xì)菌可通過感知信號(hào)分子濃度的波動(dòng)監(jiān)測(cè)細(xì)胞密度的變化確定是否激活某些與QS 啟動(dòng)和調(diào)控相關(guān)的基因， 因此AHLs 類信號(hào)分子在革蘭氏陰性菌QS 調(diào)控和QQ中起著關(guān)鍵作用。

本文綜述AHLs 類信號(hào)分子在革蘭氏陰性菌的QS 調(diào)控和QQ 過程中作用機(jī)制的研究進(jìn)展，為研究革蘭氏陰性菌群體感應(yīng)的調(diào)控和淬滅機(jī)制提供參考。

1 革蘭氏陰性菌QS 系統(tǒng)及調(diào)控機(jī)制

絕大多數(shù)革蘭氏陰性菌QS 系統(tǒng)主要由AHLs、AHLs 合酶（LuxI 蛋白）和AHLs 受體（LuxR族蛋白）3 類成分組成[4-5]。如圖1 所示，在AHLs 調(diào)控的細(xì)菌QS 系統(tǒng)中，AHLs 由細(xì)胞內(nèi)的AHLs 合成酶基因（如luxI）以低細(xì)胞密度合成并分布在細(xì)胞中。 當(dāng)AHLs 和細(xì)胞濃度很低時(shí)，AHLs 無法結(jié)合AHLs 受體， 不能引起AHLs 合成酶基因轉(zhuǎn)錄，QS 表型無法表達(dá)。 隨著AHLs 在環(huán)境中逐步累積[6]，當(dāng)達(dá)到高細(xì)胞密度時(shí)，AHLs 以細(xì)胞密度依賴性方式生長(zhǎng)。 當(dāng)AHLs 隨細(xì)胞密度達(dá)到濃度閾值時(shí)，AHLs 結(jié)合其受體并激活轉(zhuǎn)錄因子（LuxR），活化的AHLs-LuxR 蛋白復(fù)合物通常與QS 的DNA（基因的啟動(dòng)子區(qū)）鄰近同源二聚化并結(jié)合，激活由QS 系統(tǒng)控制的靶基因的轉(zhuǎn)錄，觸發(fā)QS 系統(tǒng)調(diào)控的基因表達(dá)[1]。

圖1 革蘭氏陰性細(xì)菌AHLs 介導(dǎo)QS 調(diào)控基因表達(dá)示意圖Fig.1 Schematic representation of QS-regulated genes in AHLs of gram-negative bacteria

1.1 革蘭氏陰性菌AHLs

1.1.1 AHLs 結(jié)構(gòu) AHLs 是一類中性脂質(zhì)小分子，不同種類的細(xì)菌合成的AHLs 結(jié)構(gòu)不同，其最基本的結(jié)構(gòu)是由具有?；湹母呓z氨酸內(nèi)酯環(huán)（homoserine lactone，HSL）組成（圖2）[7]。 不同來源的AHLs 側(cè)鏈的大小、取代基及飽和度不同，?；鶄?cè)鏈的長(zhǎng)度通常在C4到C18之間。 大多數(shù)含有偶數(shù)個(gè)碳原子，以兩個(gè)碳單位（C4，C6，C8等）逐增，碳3 位置處可以結(jié)合不同的取代基， 如-H、-OH、=O或-OXO 等， 常見革蘭氏陰性菌AHLs 包括：C4-HSL、C6-HSL、C8-HSL、C10-HSL、C12-HSL、3-oxo-C8-HSL，3-oxo-C12-HSL 和3-OH-C10-HSL 等。不同細(xì)菌AHLs 的種類不同， ?；鶄?cè)鏈的飽和度也存在差異[8]。 AHLs 中HSL 是親水基團(tuán)，而其側(cè)鏈具有疏水性， 因此可在水環(huán)境中保持穩(wěn)定的兩親性分子狀態(tài)。

圖2 革蘭氏陰性菌AHLs 的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.2 Chemical structure of Gram-negative bacteria AHLs

1.1.2 革蘭氏陰性菌AHLs 的合成 目前已經(jīng)確定100 多種變形桿菌能夠產(chǎn)生AHLs。在海洋生態(tài)環(huán)境中棲息的嗜水氣單胞菌 （Aeromonas hydrophila），殺鮭氣單胞菌（A. salmonicida），魯氏耶爾森氏菌（Yersinia ruckeri），鰻弧菌（Vibrio anguillarum），哈維氏弧菌（V. harveyi），創(chuàng)傷弧菌（V.vulnificus），遲緩愛德華氏菌（Edwardsiella tarda）和海洋屈撓桿菌（Tenacibaculum maritimum）均分泌形成AHLs。在革蘭氏陰性菌體內(nèi)，主要由LuxI、LuxM 和HdtS 蛋白家族3 類合酶在細(xì)胞內(nèi)合成其AHLs[9]。

圖3 革蘭氏陰性菌AHLs 合成反應(yīng)示意圖Fig.3 Schematic representation of the synthesis reaction of Gram-negative bacteria AHLs

1）LuxI 酶 首先在費(fèi)氏弧菌 （Vibrio fischeri）的lux 操縱子中發(fā)現(xiàn)LuxI 酶， 大多數(shù)已知AHLs 合酶是LuxI 蛋白家族的成員[10]。 對(duì)于LuxI酶和TraI 酶的體外研究發(fā)現(xiàn)， 初級(jí)?；湽w是?；?ACP（Acyl-acyl carrier protein，acyl-ACP），其內(nèi)酯環(huán)來源于腺苷酰-L-甲硫氨酸（S-adenosyl-L-methionine，SAM）側(cè)鏈，LuxI 合酶可利用此兩種底物合成AHLs。 AHLs 合成反應(yīng)機(jī)理主要包括酰化和內(nèi)酯化兩步驟（圖3）[11]：先是SAM 與LuxI 酶結(jié)合，SAM 的胺基對(duì)?；驶迹╝cyl-ACP）進(jìn)行親核式攻擊形成丁?；?SAM （Butyryl-SAM）；然后與acyl-ACP 結(jié)合引發(fā)N-?；∟-acylation）反應(yīng)后使SAM 內(nèi)酯化。 同時(shí)，在形成5’-甲硫腺苷（5’-methylthioadenosine，5’-MTA）之前釋放全部的ACP。

2）LuxM 酶只有幾種γ變形桿菌具有LuxM 家族酶[7]。 在哈維氏弧菌中，luxM 被鑒定為其形成LuxM 酶的一個(gè)基因，是形成特定AHLs 必需的酶。 在費(fèi)氏弧菌等相關(guān)弧菌中，AinS 酶和VanM 酶產(chǎn)生AHLs[12]，它們均具有與luxM 相似的基因序列。 除了利用?；o酶A （acyl-coenzyme A，acyl-CoA）之外，AinS 酶和VanM 酶對(duì)AHLs 合成的底物的要求也與LuxI 家族合酶類似。

3）HdtS 酶 HdtS 酶最初在熒光假單胞菌（Pseudomonasfluorescens）F113 中被鑒定出來，它產(chǎn) 生C6-HSL、N-（3-OH-7-cis-tetradecenoyl）-HSL 和C10-HSL 類信號(hào)分子。 HdtS 屬于溶血磷脂酸-?；D(zhuǎn)移酶家族成員[13]， 可利用acyl-ACP 和acyl-CoA 兩者作為底物?；纬扇苎字醄14]，而HdtS 催化AHLs 合成的酶促反應(yīng)機(jī)制還沒有明確。此外，AHLs 生產(chǎn)所需HdtS 酶的特征還不確定，而在細(xì)菌體中不存在產(chǎn)生AHLs 的同系物。 該類細(xì)菌酶家族似乎具有兩個(gè)功能，即：溶血磷脂酸的酰化和AHLs 的合成。

1.2 革蘭氏陰性菌QS 調(diào)控機(jī)制

最早發(fā)現(xiàn)QS 系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的革蘭氏陰性菌是海洋中產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象的費(fèi)氏弧菌。 當(dāng)調(diào)控生物發(fā)光基因的密度達(dá)到閾值時(shí)， 會(huì)誘導(dǎo)費(fèi)氏弧菌發(fā)光基因的表達(dá)而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象[15]。 費(fèi)氏弧菌的QS調(diào)控蛋白包括LuxI 和LuxR， 其中LuxI 為自誘導(dǎo)物合酶，LuxR 蛋白為細(xì)胞內(nèi)自誘導(dǎo)物感受因子。同時(shí)，LuxR 也是DNA 結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活元件。 編碼自誘導(dǎo)物合成酶的luxI 基因位于luxICDABE 操縱子的片段上，調(diào)控3-oxo-C6-HSL 信號(hào)分子的合成[16]。當(dāng)LuxR 與3-oxo-C6-HSL 結(jié)合后被激活，LuxR 編碼一個(gè)轉(zhuǎn)錄子與上游luxICDABE 操縱子結(jié)合刺激熒光激酶系統(tǒng)必要組分的轉(zhuǎn)錄，合成蛋白LuxI[17]?，F(xiàn)已證實(shí)絕大多數(shù)革蘭氏陰性菌QS 系統(tǒng)均與費(fèi)氏弧菌的LuxI/R 型QS 的雙組分系統(tǒng)類似，因此，費(fèi)氏弧菌的LuxI/R 雙組分系統(tǒng)已被視為革蘭氏陰性菌QS 的模式系統(tǒng)。

近年來，銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）QS 系統(tǒng)的調(diào)控機(jī)制也逐漸被人們所認(rèn)識(shí)[18]。該系統(tǒng)是由多層次群體感應(yīng)鏈控制， 現(xiàn)已確定兩組LuxI/R 同系物信號(hào)系統(tǒng)分別為L(zhǎng)asI/LasR 和RhlI/RhlR[19]。LasI 和RhlI 是自誘導(dǎo)分子合成酶，它們分別產(chǎn)生3-oxo-C12-HSL 和C4-HSL 兩類AHLs信號(hào)分子[20]，而LasR 和RhlR 為轉(zhuǎn)錄激活劑。 這兩個(gè)群體感應(yīng)系統(tǒng)在銅綠假單胞菌毒力因子的高效表達(dá)、堿性蛋白酶、彈性蛋白酶、綠膿菌素等的產(chǎn)生中發(fā)揮聯(lián)合作用[21]。 目前，銅綠假單胞菌QS 系統(tǒng)多層次群體感應(yīng)鏈中的第3 組自誘導(dǎo)物還需進(jìn)一步鑒定[22]。

除費(fèi)氏弧菌和銅綠假單胞菌之外， 其它革蘭氏陰性菌產(chǎn)生AHLs 或具有LuxR/I 同系物的分布情況見表1。 兩種常見病原體嗜水氣單胞菌（A.hydrophila）和殺鮭氣單胞菌（A. salmonicida）的調(diào)節(jié)蛋白分別為AhyI/R 和AsaI/R[23]。 AhyI 和AsaI主要合成C4-HSL 和C6-HSL 信號(hào)分子。 鰻弧菌（V. anguillarum）中表達(dá)LuxI/R 的同系物VanI/R，VanI 催化3-oxo-C12-HSL 信號(hào)分子的合成[21]。

綜上， 革蘭氏陰性菌的群體感應(yīng)調(diào)控機(jī)制十分復(fù)雜。不同革蘭氏陰性菌，群體感應(yīng)調(diào)控機(jī)制具有一定的差異， 同一革蘭氏陰性菌也可能存在多個(gè)QS 調(diào)控體系。

表1 常見革蘭氏陰性菌QS 調(diào)節(jié)系統(tǒng)Table 1 QS Regulation system of common gram-negative bacteria

2 基于AHLs 革蘭氏陰性菌QS 的淬滅作用

AHLs 類信號(hào)分子對(duì)革蘭氏陰性菌QS 系統(tǒng)的調(diào)控具有十分重要的作用， 通過干擾或破壞AHLs 的合成可以達(dá)到淬滅革蘭氏陰性菌QS 系統(tǒng)的目標(biāo)[31]。 研究表明AHLs 合成酶（I）、AHLs 信號(hào)及AHLs 受體蛋白（R）構(gòu)成了LuxI/R 型QS 系統(tǒng)中3 個(gè)明顯靶點(diǎn)，若QS 系統(tǒng)的其中一個(gè)靶點(diǎn)受到外部干預(yù)或破壞， 都可能破壞菌體的分子信息傳導(dǎo)，使QS 調(diào)節(jié)的目標(biāo)基因不能表達(dá)（圖4）。 而在銅綠假單胞菌等一些細(xì)菌中QS 系統(tǒng)淬滅作用機(jī)制更為復(fù)雜。革蘭氏陰性菌QS 的淬滅作用是通過干擾和破壞AHLs 介導(dǎo)的QS 系統(tǒng)，使受試細(xì)菌表型基因不能表達(dá)， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抑制革蘭氏陰性菌QS 的目標(biāo)。

2.1 抑制AHLs 合成

LuxI 酶利用acyl-ACP 和SAM 催化AHLs 合成[32]。 SAM 是AHLs 合成的必要和獨(dú)特的中間體，抑制AHLs 合成的研究主要集中在SAM 的各種類似物的使用上。 此外，還發(fā)現(xiàn)嘌呤核苷酸、高絲氨酸內(nèi)酯衍生物和某些大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的同系物和類似物可抑制AHLs 合成[33]。

2.2 降解AHLs 分子

圖4 革蘭氏陰性菌的QQFig.4 QQ of Gram-negative bacteria

AHLs 信號(hào)分子的降解會(huì)破壞細(xì)菌的正常通訊途徑。 目前為止已知有3 種降解方式， 包括化學(xué)、代謝和酶降解。 化學(xué)降解主要是指堿性pH 值導(dǎo)致內(nèi)酯環(huán)打開，并導(dǎo)致AHLs 信號(hào)的活性喪失。然而，內(nèi)酯環(huán)可以重新環(huán)化，并且AHLs 信號(hào)的活性在酸性pH 值下可以逆轉(zhuǎn)。 對(duì)一些細(xì)菌如假單胞菌菌株P(guān)AI-A 和爭(zhēng)論貪噬菌等進(jìn)行代謝AHLs信號(hào)生長(zhǎng)能力的研究。 AHLs 信號(hào)包括AHLs 內(nèi)酯酶、AHL 酰基轉(zhuǎn)移酶和氧化還原酶在內(nèi)的QQ 酶完全降解或失活。

2.3 LuxR 型蛋白

目前，有關(guān)QS 抑制作用的研究大多數(shù)集中在阻斷AHLs-LuxR 的相互作用，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)能夠競(jìng)爭(zhēng)或干擾天然AHLs 信號(hào)和LuxR 型受體結(jié)合的拮抗劑[34]。 研究證明從自然界篩選具有拮抗作用的AHLs 類似物，可阻礙AHLs 與LuxR 的受體結(jié)合[35]，也可通過化學(xué)手段修飾AHLs 的?；鶄?cè)鏈形成AHLs 類抑制劑，主要是針對(duì)AHLs 高絲氨酸內(nèi)酯環(huán)上的幾個(gè)取代基進(jìn)行修飾，形成能夠結(jié)合LuxR的化合物。

3 AHLs 分子的酶解機(jī)制

對(duì)AHLs 的降解不僅是QQ 的重要目標(biāo)，也是緩解細(xì)菌形成生物膜的有害作用，降低QS 毒力因子以及開發(fā)QSI 的有效策略。 目前， 降解或淬滅AHLs 分子共有AHLs 內(nèi)酯酶（AHLs-lactonases）、AHLs 酰基轉(zhuǎn)移酶（AHLs-acylases）和氧化還原酶（oxidoreductases）3 類酶（圖5）[36]。表2 至表4 列出具有降解或淬滅QS 作用的微生物、動(dòng)物組織和土壤宏基因組中QQ 酶的類型及信號(hào)分子種類，其中大多數(shù)QQ 酶在相應(yīng)的細(xì)菌和真菌細(xì)胞中得到表征。

AHLs 內(nèi)酯酶以水解和可逆兩種方式切割HSL 的酯鍵形成同源的?；呓z氨酸（AHS）衍生物[37]。 目前，已鑒定大多數(shù)AHLs 內(nèi)酯酶都來源于細(xì)菌，如芽孢桿菌屬240B1，酸門桿菌屬[38]。

AHLs ?；D(zhuǎn)移酶以不可逆的方式破壞高絲氨酸內(nèi)酯和酰基鏈之間的酰胺鍵， 并釋放游離的高絲氨酸內(nèi)酯和相應(yīng)的脂肪酸[39]。 降解產(chǎn)物失去信號(hào)分子傳導(dǎo)活性，從而達(dá)到淬滅QS 的作用。 目前，已從銅綠假單胞菌和魚腥藻屬PCC7120[40]等細(xì)菌中獲得廣譜性AHLs-?；D(zhuǎn)移酶。

氧化-還原酶以氧化或還原兩種方式催化?；鶄?cè)鏈，使AHLs 信號(hào)的結(jié)構(gòu)被修飾而不被降解。AHLs 分子結(jié)構(gòu)的變化影響本身的特異性和識(shí)別性功能，從而導(dǎo)致細(xì)菌QS 表型的紊亂[41]。 迄今為止， 僅有紅串紅球菌W2 和巨大芽胞桿菌等少數(shù)細(xì)菌產(chǎn)生氧化-還原酶[33]。

3.1 AHLs 內(nèi)酯酶

目前， 在多種生物體的不同蛋白質(zhì)家族中發(fā)現(xiàn)對(duì)AHLs 信號(hào)分子具有降解活性的內(nèi)酯酶，酶解AHLs 分子內(nèi)酯鍵后轉(zhuǎn)化形成相應(yīng)的N-酰基高絲氨酸， 酶促降解類似于pH 值依賴性內(nèi)酯溶解，它可在酸性介質(zhì)中逆轉(zhuǎn)（圖5a）。 第1 個(gè)被鑒定的AiiA 酶是來源于芽孢桿菌屬菌株240B1 由aiiA 基因編碼的AHLs 內(nèi)酯酶[12]。 在紅串紅球菌W2 中鑒定了不同種類的AHLs 內(nèi)酯酶，從種皮微桿菌StLB037 和蒼白桿菌屬T63 中分離的AIIM和AidH，也被鑒定為AHLs 內(nèi)酯酶[42]。來自海洋假交替單胞菌1A01261 產(chǎn)生的AHLs 內(nèi)酯酶QsdH被鑒定，該酶是一種具有預(yù)測(cè)位于周質(zhì)延伸的N-末端催化GDSL 水解酶結(jié)構(gòu)域和C-末端RND 型外排泵結(jié)構(gòu)域作用的內(nèi)膜蛋白[51]。 從根瘤菌屬NGR234 分離得到的胞外內(nèi)酯酶DlhR 具有保守的GSD（L）序列和二烯內(nèi)酯水解酶結(jié)構(gòu)域，具有幾種其它的QQ 酶， 其中至少一種屬于金屬內(nèi)酰胺酶家族的AHLs 內(nèi)酯酶（QsdR1）[53]。 目前，已確定的大多數(shù)細(xì)菌來源AHLs 內(nèi)酯酶，如表2 所示。

AiiA 型內(nèi)酯酶在條件致病菌銅綠假單胞菌中的表達(dá)阻止了由QS 控制的生理生化行為，包括降低了3-O-C12-HSL 含量， 阻止了C4-HSL 積累，減少了細(xì)胞外毒力因子產(chǎn)生以及群集運(yùn)動(dòng)性[47]。AiiA 內(nèi)酯酶在伯克氏菌中的表達(dá)降低了AHLs 濃度并改變?nèi)杭陀緞?dòng)運(yùn)動(dòng)[52]，aiiA 基因重組到植物中能夠預(yù)防由胡蘿卜軟腐歐文氏菌引起的軟腐病。 在銅綠假單胞菌PAO1 中表達(dá)的幾種其它類型QQ 酶影響泳動(dòng)性和生物膜形成[51-53]。 在植物病原體果膠桿菌中幾種AHLs 內(nèi)酯酶基因的異源表達(dá)降低了本身AHLs 水平， 降低了細(xì)胞外果膠分解酶的水平并減弱該病原體在馬鈴薯或其它植物中的致病作用[58]。

這些結(jié)果表明，通過水解AHL 內(nèi)酯酶的方法淬滅AHLs 信號(hào)，是干擾細(xì)菌感染的可行策略。

3.2 AHLs ?；D(zhuǎn)移酶

在芽孢桿菌屬240B1 中發(fā)現(xiàn)AiiA 內(nèi)酯酶后不久， 又發(fā)現(xiàn)菌株?duì)幷撠澥删鶹AI-C 可以AHLs作為能源和氮源誘導(dǎo)形成一種AHLs ?；D(zhuǎn)移酶， 該酶不可逆地水解AHLs 酰胺鍵后形成HSL和相應(yīng)的脂肪酸（圖5b）。爭(zhēng)論貪噬菌VAI-C 可以降解不同長(zhǎng)度酰基側(cè)鏈（從C4到C12）的各種飽和AHLs 和3-oxo-C8-HSL。 脂肪酸可作為碳源和能源支持VAI-C 的生長(zhǎng)，而HSL 只作為氮源。 后續(xù)研究在銅綠假單胞菌、青枯菌[61]、叢毛單胞菌屬[67]、丁香假單胞菌[65]、希瓦氏菌屬[60]、蒼白桿菌屬[64]、紅串紅球菌W2[39]和鏈霉菌M664[62]（表3）等細(xì)菌中也鑒定了AHLs ?；D(zhuǎn)移酶[70]。布魯氏菌是一種能夠產(chǎn)生長(zhǎng)鏈AHLs 的導(dǎo)致人畜共患病的病原體，在體外或巨噬細(xì)胞感染期間可以產(chǎn)生具有控制內(nèi)在AHLs 自誘導(dǎo)劑的AHLs ?；D(zhuǎn)移酶（AibP），降解AHLs 后影響其致病作用[63]。在銅綠假單胞菌中發(fā)現(xiàn)和表征了另一種AHLs ?；D(zhuǎn)移酶PvdQ，它與AiiD ?；D(zhuǎn)移酶具有很高的同源性，只降解長(zhǎng)鏈AHLs。

表2 降解或淬滅QS 的AHLs 內(nèi)酯酶Table 2 AHLs-lactones that degrade or quench QS

大多數(shù)AHLs ?；D(zhuǎn)移酶表現(xiàn)出對(duì)長(zhǎng)鏈AHLs 降解的偏好。 然而，來自魚腥藻屬PCC7120的AiiC 酶可水解不同長(zhǎng)度的AHLs[30]。表型分析顯示PvdQ 在體外可作為一種QQ 劑， 添加PvdQ 到銅綠假單胞菌PAO1 培養(yǎng)物中可抑制3-oxo-C12-HSL 的積累、喹諾酮信號(hào)（Pseudomonas quinolone signal，PQS）合成以及彈性蛋白酶和綠膿菌素等毒力因子的表達(dá)。 AHLs ?；傅腝Q 活性在各種QS 系統(tǒng)中得到證實(shí)， 這些酶可以用于控制AHLs介導(dǎo)的革蘭氏陰性菌的致病作用。

與AHLs 內(nèi)酯酶相比，AHLs ?；D(zhuǎn)移酶更易于應(yīng)用生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)QQ 作用， 因?yàn)榕c內(nèi)酰胺酶產(chǎn)物N-?；呓z氨酸相反，酰基轉(zhuǎn)移酶的反應(yīng)產(chǎn)物不能自發(fā)再生為功能性QS 信號(hào)，且?；D(zhuǎn)移酶產(chǎn)生的脂肪酸通常易于分解。

3.3 AHLs 氧化-還原酶

氧化-還原酶通過氧化或還原AHLs 的方式中斷細(xì)菌QS 系統(tǒng)，而不是水解作用（圖5c）。 最近僅在伯克霍爾德氏菌屬GG4、巨大芽胞桿菌等細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了幾種氧化還原酶（表4），來自巨大芽胞桿菌的細(xì)胞色素P450 單加氧酶CYP102A1 具有氧化N-脂肪?；被岷椭舅岬幕钚裕邗；?1，ω-2 和ω-3 碳上羥基化催化AHLs 及其內(nèi)酯分解為N-?；呓z氨酸類產(chǎn)物。

表3 降解或淬滅QS 的AHLs ?；D(zhuǎn)移酶Table 3 AHLs-acylases that degrade or quench QS

表4 降解或淬滅QS 的氧化-還原酶Table 4 Oxidoreductases that degrade or quench QS

除了形成內(nèi)酯酶QsdA 和AHLs 酰基轉(zhuǎn)移酶之外，紅串紅球菌W2 也具有氧化還原酶，可催化3-O-C（8-14）-HSL 使其還原為相應(yīng)的3-OH-HSL，導(dǎo)致信號(hào)分子失活[32]。 從姜根系分離的伯克霍爾德氏菌GG4 也能夠還原3-oxo-AHLs[31]。從土壤宏基因組文庫(kù)中鑒定的另一種新型的氧化-還原酶BpiB09 可以催化3-oxo-C12-HSL 還原成3-OHC12-HSL， 該酶在銅綠假單胞菌中的表達(dá)影響QS調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄，減少綠膿菌素的產(chǎn)生，降低了菌體泳動(dòng)性和生物膜形成[73]。

通過利用鹵過氧化物酶氧化， 如次溴酸和次氯酸等鹵素化合物形成活性氧分子， 用于殺滅病原微生物。 有學(xué)者提出一些海洋巨藻可以通過利用鹵過氧化物酶系統(tǒng)來控制其表面上的生物膜形成， 表明由該類酶產(chǎn)生的鹵素抗微生物劑引起的信號(hào)失活可促成天然細(xì)菌群落中的生物膜得到控制。

4 小結(jié)

細(xì)菌群體感應(yīng)是當(dāng)前微生物領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，AHLs 信號(hào)分子是革蘭氏陰性菌信息交流的物質(zhì)基礎(chǔ)。 通過干擾、破壞和降解AHLs 類分子是阻斷群體感應(yīng)的主要方式。 本文對(duì)革蘭氏陰性菌群體感應(yīng)具有淬滅作用的酶研究進(jìn)行綜述。 從近年的研究來看， 一是降解AHLs 分子酶的來源廣泛，包括細(xì)菌、真菌和動(dòng)植物組織；二是酶的種類繁多，不同來源的酶種類不同，大致分為AHLs 內(nèi)酯酶、AHLs 酰基轉(zhuǎn)移酶和氧化還原酶； 三是酶的降解對(duì)象和作用機(jī)制具有很大差異性。

基于AHLs 的QS 和QQ 的外源性調(diào)控作用，對(duì)控制QS 所形成的生物膜、毒力因子、生物發(fā)光等現(xiàn)象具有主導(dǎo)作用。 利用外源性AHLs 降解酶的QQ 作用，是控制QS 的一種具有潛在前途的防控策略。相對(duì)于添加抗生素等傳統(tǒng)控制手段，生物源性QQ 作用具有生態(tài)環(huán)境友好，綠色、安全、高效等特點(diǎn)。隨著研究的深入，必將為控制致病微生物和腐敗菌的產(chǎn)生具有劃時(shí)代的意義。