KPC酶研究进展.ppt
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1、n n革兰阴性菌感染约占革兰阴性菌感染约占50%n n碳青霉烯类抗生素是最后一道防线碳青霉烯类抗生素是最后一道防线n n碳青霉烯类抗生素耐药现象日益严重碳青霉烯类抗生素耐药现象日益严重碳青酶烯酶碳青酶烯酶n n碳青霉烯酶是指能够明显水解亚胺培南或美罗碳青霉烯酶是指能够明显水解亚胺培南或美罗培南的一类培南的一类内酰胺酶内酰胺酶,它包括它包括AmblerAmbler分子分分子分类为类为A A、B B、D D三类酶三类酶碳青霉烯酶的分类碳青霉烯酶的分类水解底物水解底物水解底物水解底物酶抑制物酶抑制物酶抑制物酶抑制物AmblerAmblerAmblerAmbler分子分子分子分子分类分类分类分类Bus
2、hBushBushBush分分分分群群群群酶酶酶酶青霉素青霉素青霉素青霉素一、二代一、二代一、二代一、二代头孢头孢头孢头孢三代头三代头三代头三代头孢孢孢孢氨曲南氨曲南氨曲南氨曲南a a a a亚胺培南亚胺培南亚胺培南亚胺培南a a a aEDTAEDTAEDTAEDTAb b b b克拉维酸克拉维酸克拉维酸克拉维酸b b b bA A A A2f2f2f2fNMCNMCNMCNMC+-+IMIIMIIMIIMI+-+SMESMESMESME+-+-+-+-+-+KPCKPCKPCKPC+-+GESGESGESGES+-+-+-+-+-+B B B B3 3 3 3IMPIMPIMPIMP+-+
3、-VIMVIMVIMVIM+-+-GIMGIMGIMGIM+-+-SPMSPMSPMSPM+-+-D D D D2d2d2d2dOXAOXAOXAOXA+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-注:注:a a:+,强水解(,强水解(kcatkcat2s-12s-1););+-+-,弱水解(,弱水解(0.5 s-10.5 s-1kcatkcat2s-12s-1););-,不水解(,不水解(kcatkcat0.5s-190%90%90%90%),可能是),可能是),可能是),可能是KPC-1KPC-1KPC-1KPC-1与这与这与这与这3 3 3 3种酶不是由同一基因分化而来种酶不是由同一基
4、因分化而来种酶不是由同一基因分化而来种酶不是由同一基因分化而来 Antimicrob Agents Chemother.2001 Apr;45(4):1151-61.KPC-2KPC-2n n2002200220022002年报道,年报道,年报道,年报道,YigitYigitYigitYigit等等等等在一株对多种在一株对多种在一株对多种在一株对多种 -内酰胺类药物和内酰胺类药物和内酰胺类药物和内酰胺类药物和亚胺培南耐药的肠炎沙门菌检检出亚胺培南耐药的肠炎沙门菌检检出亚胺培南耐药的肠炎沙门菌检检出亚胺培南耐药的肠炎沙门菌检检出KPC-2KPC-2KPC-2KPC-2酶。酶。酶。酶。200320
5、0320032003年,又报道了在一株产酸克雷伯菌中检测到年,又报道了在一株产酸克雷伯菌中检测到年,又报道了在一株产酸克雷伯菌中检测到年,又报道了在一株产酸克雷伯菌中检测到KPC-2KPC-2KPC-2KPC-2酶酶酶酶n n2008200820082008年年年年YigitYigitYigitYigit在在在在AACAACAACAAC上进行修正说明,认为上进行修正说明,认为上进行修正说明,认为上进行修正说明,认为KPC-1KPC-1KPC-1KPC-1的的的的650-652650-652650-652650-652的碱基(编码的碱基(编码的碱基(编码的碱基(编码174174174174位氨基
6、酸)由文献上报道的位氨基酸)由文献上报道的位氨基酸)由文献上报道的位氨基酸)由文献上报道的AGCAGCAGCAGC(编码丝(编码丝(编码丝(编码丝氨酸)更正为氨酸)更正为氨酸)更正为氨酸)更正为GGCGGCGGCGGC(编码甘氨酸)(编码甘氨酸)(编码甘氨酸)(编码甘氨酸)n n由此得出结论,由此得出结论,由此得出结论,由此得出结论,KPC-1KPC-1KPC-1KPC-1和和和和KPC-2KPC-2KPC-2KPC-2是同一种酶是同一种酶是同一种酶是同一种酶n n等电点是等电点是等电点是等电点是6.76.76.76.7Antimicrob Agents Chemother.2003 Dec;
7、47(12):3881-9 Antimicrob Agents Chemother 2008;52:809.KPC-3KPC-3n n2000200020002000年年年年4 4 4 4月至月至月至月至2001200120012001年年年年4 4 4 4月,纽约月,纽约月,纽约月,纽约TISCHTISCHTISCHTISCH医院的医院的医院的医院的ICUICUICUICU病病病病房有房有房有房有24242424名病人被感染了亚胺培南耐药的肺炎克雷名病人被感染了亚胺培南耐药的肺炎克雷名病人被感染了亚胺培南耐药的肺炎克雷名病人被感染了亚胺培南耐药的肺炎克雷伯菌,这是首次报道碳青霉烯类药物耐药的
8、肺炎伯菌,这是首次报道碳青霉烯类药物耐药的肺炎伯菌,这是首次报道碳青霉烯类药物耐药的肺炎伯菌,这是首次报道碳青霉烯类药物耐药的肺炎克雷伯菌引起的医院性感染克雷伯菌引起的医院性感染克雷伯菌引起的医院性感染克雷伯菌引起的医院性感染n nPFGEPFGEPFGEPFGE证实了此次医院感染是由证实了此次医院感染是由证实了此次医院感染是由证实了此次医院感染是由3 3 3 3个不同的克隆株引个不同的克隆株引个不同的克隆株引个不同的克隆株引起起起起n nPCRPCRPCRPCR扩增发现了一种新的扩增发现了一种新的扩增发现了一种新的扩增发现了一种新的KPCKPCKPCKPC酶酶酶酶KPC-3KPC-3KPC-
9、3KPC-3,由,由,由,由75kb75kb75kb75kb的质粒编码,可以接合转移的质粒编码,可以接合转移的质粒编码,可以接合转移的质粒编码,可以接合转移KPCKPC酶酶n nKPC-3KPC-3和和KPC-2KPC-2相比有相比有1 1个碱基的改变个碱基的改变n n以后的文献又陆续报道了以后的文献又陆续报道了KPC-4KPC-4、KPC-5KPC-5和和KPC-6KPC-6n n氨基酸结构序列研究显示,氨基酸结构序列研究显示,KPC-5KPC-5、KPC-6KPC-6被认为是被认为是KPC-2KPC-2到到KPC-4KPC-4的过度体的过度体KPCKPC酶之间核酸、氨基酸的差异酶之间核酸、
10、氨基酸的差异308308308308位碱基(位碱基(位碱基(位碱基(103103103103位位位位氨基酸)氨基酸)氨基酸)氨基酸)716716716716位碱基(位碱基(位碱基(位碱基(239239239239位位位位氨基酸)氨基酸)氨基酸)氨基酸)814814814814位碱基(位碱基(位碱基(位碱基(272272272272位位位位氨基酸)氨基酸)氨基酸)氨基酸)KPC-2KPC-2KPC-2KPC-2C(C(C(C(脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸)T(T(T(T(缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸)C(C(C(C(组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸)KPC-3KPC-3KPC-3KPC-3C(C(C(C(脯氨酸
11、脯氨酸脯氨酸脯氨酸)T(T(T(T(缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸)T T T T(酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸)KPC-4KPC-4KPC-4KPC-4G(G(G(G(精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸)G G G G(甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸)C(C(C(C(组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸)KPC-5KPC-5KPC-5KPC-5G G G G(精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸)T(T(T(T(缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸)C(C(C(C(组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸)KPC-6KPC-6KPC-6KPC-6C(C(C(C(脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸)G G G G(甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸)C(C(C(C(组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸
12、)KPCKPC酶酶KPCKPC酶之间的关系:酶之间的关系:KPC-4KPC-5KPC-2KPC-3KPC-6KPC-4KPCKPC酶酶n n据文献报道,据文献报道,据文献报道,据文献报道,3 3 3 3种种种种KPCKPCKPCKPC酶都需要合并膜孔蛋白酶都需要合并膜孔蛋白酶都需要合并膜孔蛋白酶都需要合并膜孔蛋白OmpK35OmpK35OmpK35OmpK35的缺失的缺失的缺失的缺失,引起细菌对碳青霉烯类药物耐药引起细菌对碳青霉烯类药物耐药引起细菌对碳青霉烯类药物耐药引起细菌对碳青霉烯类药物耐药肠杆菌科肠杆菌科头孢菌素酶头孢菌素酶+膜孔蛋白缺失膜孔蛋白缺失碳氢酶烯酶碳氢酶烯酶+/-膜孔蛋白缺失
13、膜孔蛋白缺失铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌膜孔蛋白缺失膜孔蛋白缺失泵出增强泵出增强碳氢酶烯酶碳氢酶烯酶不动杆菌属不动杆菌属头孢菌素酶头孢菌素酶+膜孔蛋白缺失膜孔蛋白缺失碳氢酶烯酶碳氢酶烯酶+/-膜孔蛋白缺失膜孔蛋白缺失KPCKPC酶的传播酶的传播n n KPCKPC酶的传播机制还不是完全清楚酶的传播机制还不是完全清楚酶的传播机制还不是完全清楚酶的传播机制还不是完全清楚n n有限的有限的有限的有限的DNADNA指纹和脉冲凝胶电泳资料显示与医院指纹和脉冲凝胶电泳资料显示与医院指纹和脉冲凝胶电泳资料显示与医院指纹和脉冲凝胶电泳资料显示与医院感染有关。感染有关。感染有关。感染有关。n n最早最早在美国、特别
14、在美国的东北部各州蔓延,并在美国、特别在美国的东北部各州蔓延,并在美国、特别在美国的东北部各州蔓延,并在美国、特别在美国的东北部各州蔓延,并造成局部地区暴发流行。造成局部地区暴发流行。造成局部地区暴发流行。造成局部地区暴发流行。n n以后几年再世界各地都有报告。以后几年再世界各地都有报告。以后几年再世界各地都有报告。以后几年再世界各地都有报告。KPCKPC酶的传播酶的传播n n研究认为,研究认为,研究认为,研究认为,blablablablaKPCKPCKPCKPC位于一种新型的位于一种新型的位于一种新型的位于一种新型的Tn3Tn3Tn3Tn3型的转座子型的转座子型的转座子型的转座子Tn4401
15、Tn4401Tn4401Tn4401上,其转座子的结构是上,其转座子的结构是上,其转座子的结构是上,其转座子的结构是KPCKPCKPCKPC基因转移的原因基因转移的原因基因转移的原因基因转移的原因n n这种新型的转座子结构可以使这种新型的转座子结构可以使这种新型的转座子结构可以使这种新型的转座子结构可以使blablablablaKPCKPCKPCKPC从其原始位置从其原始位置从其原始位置从其原始位置转移至各类不同的质粒转移至各类不同的质粒转移至各类不同的质粒转移至各类不同的质粒n n同时认为转座子同时认为转座子同时认为转座子同时认为转座子Tn4401Tn4401Tn4401Tn4401是一个复
16、合转座子,由是一个复合转座子,由是一个复合转座子,由是一个复合转座子,由2 2 2 2次次次次序列插入形成序列插入形成序列插入形成序列插入形成KPCKPC酶的传播酶的传播n nIskpn6Iskpn6Iskpn6Iskpn6位于位于位于位于blaKPcblaKPcblaKPcblaKPc下游,下游,下游,下游,Iskpn7Iskpn7Iskpn7Iskpn7位于位于位于位于blaKPcblaKPcblaKPcblaKPc上游,上游,上游,上游,ISKpn6ISKpn6ISKpn6ISKpn6和和和和ISKpn7ISKpn7ISKpn7ISKpn7可能编码可能编码可能编码可能编码转移酶转移酶转移
17、酶转移酶n ntnpAtnpAtnpAtnpA和和和和tnpRtnpRtnpRtnpR分别编码转移分别编码转移分别编码转移分别编码转移酶酶酶酶n nIRLIRLIRLIRL和和和和IRRIRRIRRIRR有有有有39bp39bp39bp39bp构成构成构成构成n n最外面的最外面的最外面的最外面的靶位复制点靶位复制点靶位复制点靶位复制点 (TSDTSDTSDTSD)由)由)由)由5-bp ATTGA5-bp ATTGA5-bp ATTGA5-bp ATTGA组成组成组成组成接合实验接合实验n n肺炎克雷伯菌(A1500)、肺炎克雷伯菌(A1500)和粘质沙雷菌S1筛选实验成功,筛选出其接合子,
18、无丙二酸盐枸橼酸杆菌(C1)筛选实验失败,没有筛选出接合子n n等点聚焦电泳证明实验菌和接合菌都有pI为6.7的-内酰胺酶 产产KPCKPC酶菌株及其接合菌的药敏结果酶菌株及其接合菌的药敏结果 StrainStrainStrainStrainMIC(MIC(MIC(MIC(gggg/ml)ml)ml)ml)a a a aAKAKAKAKGMGMGMGMCICICICIPMPMPMPMCTCTCTCTTZTZTZTZTLCTLCTLCTLCPTCPTCPTCPTCIPIPIPIPETPETPETPETPCPSCPSCPSCPSTXTXTXTXC1C1C1C12562562562562562562
19、5625632323232256256256256256256256256256256256256256/2256/2256/2256/2256/4256/4256/4256/43232323232323232256256256256256256256256A1500A1500A1500A15001.01.01.01.01.01.01.01.0323232321212121248484848256256256256256/2256/2256/2256/2256/4256/4256/4256/43232323232323232256256256256256256256256A1500cA1500
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