新型β-内酰胺类耐药基因的筛选及异源表达开题报告

全文总字数：6748字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.本课题意义

作为20世纪医学十大进步之一，青霉素的应用开启抗菌药物临床治疗细菌性感染疾病的时代。但在其应用不久，即出现细菌对青霉素耐药现象。世界卫生组织已经把抗生素耐药基因作为 21 世纪威胁到人类健康的最重大的挑战之一，并且要在全球范围内对抗生素耐药基因进行控制 ^[1]。目前已发现100多种耐药基因，β-内酰胺酶是最具有临床意义的，因为临床所见的耐药菌，约80%与β-内酰胺酶的产生有关 ^[2]。文献报道，在所有种类的抗菌药物中，β-内酰胺类抗生素在美国的使用已超过65% ^[3]。为了研究新的抗生素以及开发佐剂来治疗疾病，我们需要了解抗生素耐药基因的来源、传播机制及一些潜在的耐药机制，能更好地帮助我们做好在临床上早期预警和控制。针对这种情况，人们开发出β－内酰胺酶抑制剂。β-内酰胺类抗生素具有高效、低毒、广谱等优点 , 在临床上得到广泛使用，大大降低了细菌耐药性的产生。本课题运用功能宏基因组学的方法对已构建的土壤宏基因组文库进行β-内酰胺酶耐药基因的筛选，对土壤来源的微生物进行β-内酰胺酶耐药基因的挖掘，对筛选得到的β-内酰胺酶耐药基因进行对比分析，确定其耐药机制，并推测其耐药机理，希望能发现一些新型的耐药基因，为新型抗生素的研制及一些佐剂的开发提供依据。

2.国内外研究概况

据报道，一种新抗生素从研制到临床应用一般需要5-10年，而细菌产生耐药仅需要2年。革兰氏阳性菌的细菌耐药主要是靶点改变，从而影响到所有的β-内酰胺类抗生素活性；革兰氏阴性菌的耐药机制主要是质粒介导的耐药，质粒通过接合或转导作用在不同的细菌之间进行转移，所介导的耐药为获得性耐药，所获得的耐药基因易于传播。目前该类耐药在临床上占有重要地位，发现最多的是质粒介导的对抗生素具有较强水解作用的ampc酶、超广谱β-内酰胺酶。影响β-内酰胺酶致细菌耐药的因素，就其自身而言，与酶的种类，数量，位置，动力学及生理生化情况等相关；就抗生素而言，与其种类，有效浓度及其与青霉素结合蛋白的亲和力等有关，另外，还与细菌所处的外界环境有关，如温度、酸碱度、诱导剂或培养基等。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究的目标

本课题运用功能宏基因组学方法对已构建的土壤宏基因组文库进行β-内酰胺类耐药基因的筛选，对土壤来源的微生物进行四环素耐药基因的挖掘，对筛选得到的β-内酰胺类耐药基因进行比对及分析，确定其耐药机制，并推测其耐药机理，希望能发现一些新型的耐药基因。

2.研究内容

3. 研究的方法与方案

研究方法及技术路线：

（1）β-内酰胺酶基因引物的设计

（2）目的基因的扩增与酶切

4. 研究创新点

本课题拟从土壤中挖掘新型β-内酰胺酶基因，解析其遗传背景，并初步探索其作用机制。

5. 研究计划与进展

2018.12-2019.01 查阅文献及相关书籍资料，对β-内酰胺酶的当前研究有大致了解，撰写文献综述；

2019.02 β-内酰胺酶的异源表达；

2019.03 β-内酰胺酶的纯化与鉴定，确定钝化酶体外活性 ；