基因扩增对大肠杆菌的磺胺类抗生素耐药性贡献

分离出一种抗磺胺噻唑的大肠杆菌菌株，并证明其含有一个长度为18千碱基对的四倍串联扩增DNA片段，以及一种突变改变的二氢叶酸合成酶，这是磺胺类药物抑制的靶酶。当sur基因的含量超过野生型时，该基因对磺胺噻唑的耐药性有贡献。在非选择性生长后，失去扩增的DNA会显著降低磺胺噻唑耐药性。含有sur的质粒在野生型菌株中也仅赋予有限的磺胺噻唑耐药性。扩增DNA、野生型DNA和含有sur的质粒的限制性地图比较显示，在DNA扩增事件发生之前或同时发生了DNA重组。该DNA重组是由于IS5插入，结合野生型菌株中靠近sur的IS5元件，导致了-IS5-sur-IS5-构型。同源重组可能解释了sur区域的重复和随后的扩增。含有sur位点的高拷贝数质粒未表达磺胺噻唑耐药的二氢叶酸合成酶，也未过量表达野生型的二氢叶酸合成酶。这些数据表明，该菌株中的高水平磺胺噻唑耐药性是由两种不同突变的协同效应造成的。