OmpA_C-Like结构域对PorE蛋白在牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）IX型分泌系统（T9SS）中的功能至关重要；此外，某些T9SS分泌蛋白的释放过程并不依赖于PorE蛋白

《Microbiology and Immunology》：OmpA_C-Like Domain of PorE Is Essential for PorE Function in the Type IX Secretion System (T9SS) of Porphyromonas gingivalis and Some T9SS Cargo Proteins Are Secreted in a PorE-Independent Manner

牙龈卟啉单胞菌分泌系统T9SS的关键蛋白PorE的四个结构域（TPR、WD40、CRD、OmpA_C-like）对gingipains分泌的作用及相互关系研究发现：OmpA_C-like域是分泌必需的，其D576和N584为peptidoglycan结合位点；WD40域可能介导与PorP的相互作用；CRD域不参与分泌功能。此外，部分T9SS载体蛋白（如PorA和Hbp35）可通过独立途径分泌，提示T9SS存在选择性分泌机制。

　　本文探讨了牙周病原体*Porphyromonas gingivalis*（牙龈卟啉单胞菌）中一种关键的蛋白质——PorE在类型IX分泌系统（T9SS）中的功能及其对龈沟蛋白酶（gingipains）分泌的作用。研究通过构建PorE不同结构域缺失或关键氨基酸残基替换的突变株，分析了这些结构域在PorE功能中的具体作用。结果表明，PorE的OmpA_C-like结构域对于龈沟蛋白酶的分泌至关重要，而CRD结构域则不是必需的。此外，研究还发现某些T9SS货物蛋白如PorA和Hbp35的分泌并不依赖于PorE-PorP复合物，提示该复合物可能在T9SS中具有独特的功能定位。

PorE是一种位于外膜内侧的脂蛋白，其结构由四个结构域组成：TPR（四跨膜重复结构域）、WD40（β-桨轮结构域）、CRD（羧肽酶调节结构域）和OmpA_C-like结构域（OmpA_C-like肽聚糖结合结构域）。其中，OmpA_C-like结构域在PorE的分泌功能中扮演了核心角色，其内部的两个关键氨基酸残基——Asp576和Asn584，被认为是与肽聚糖结合的关键位点。这些位点的突变导致PorE无法正常发挥功能，从而影响龈沟蛋白酶的分泌。研究还发现，WD40结构域可能在PorE与PorP的相互作用中起着重要作用，而TPR结构域的功能未能被评估，因为其缺失的突变株中未检测到预期分子量的PorE蛋白，表明该结构域可能在维持PorE蛋白的正确折叠和稳定性方面具有重要作用。

为了进一步验证这些发现，研究团队利用免疫印迹（Western blot）和质谱分析（MS）等方法，检测了不同突变株中龈沟蛋白酶的表达情况及其在细胞膜上的定位。结果显示，在PorE缺失或关键氨基酸突变的菌株中，龈沟蛋白酶的分泌水平显著降低，而在PorE的CRD结构域缺失的菌株中，分泌水平仅部分降低，说明该结构域并非分泌过程所必需。此外，研究还发现PorA和Hbp35的分泌并不依赖于PorE-PorP复合物，表明T9SS中存在多种不同的分泌机制，其中某些货物蛋白可以独立于PorE-PorP复合物进行分泌。

研究团队还通过比较不同菌株中T9SS货物蛋白的分布情况，揭示了这些蛋白在分泌过程中的依赖性差异。例如，PorA和Hbp35的分泌在PorE和PorP缺失的菌株中仍然可以发生，但它们的分泌形式可能与正常菌株有所不同。而其他如Kgp和Rgp的分泌则完全依赖于PorE-PorP复合物。这些发现表明，T9SS的分泌机制并非单一，而是存在多个不同的路径，其中某些货物蛋白可能通过不同的机制被运输到细胞表面。

从结构生物学的角度来看，研究利用AlphaFold2和ChimeraX等工具预测了PorE的三维结构，并发现其OmpA_C-like结构域的特定氨基酸残基（D576和N584）可能直接参与与肽聚糖的结合。这些结构域的保守性分析也显示，OmpA_C-like结构域在Bacteroidota门中的多个PorE同源蛋白中高度保守，说明该结构域在维持PorE功能方面具有普遍性。然而，其他结构域如CRD则显示出一定的多样性，可能在不同细菌中具有不同的功能。

研究还发现，PorE和PorP的基因在不同类型的细菌中表现出不同的分布模式。例如，在具有滑行运动能力的细菌如*Cytophaga hatchinsonii*、*Flavobacterium johnsoniae*和*Flavobacterium psychrophilum*中，PorE和PorP的基因往往以多拷贝形式存在，这可能与这些细菌适应环境的进化策略有关。而在与牙周病密切相关的菌株如*P. gingivalis*、*T. forsythia*和*P. intermedia*中，这些基因则通常以单拷贝形式存在。这一发现为理解PorE和PorP在不同细菌中的功能提供了新的视角。

此外，研究团队还通过实验方法，包括电穿孔、细胞分馏、蛋白拉下实验（pull-down assay）和质谱分析等，系统地评估了PorE在T9SS中的作用。这些实验不仅验证了结构域缺失对PorE功能的影响，还揭示了PorE与PorP之间的相互作用机制，以及某些T9SS货物蛋白的独立分泌途径。通过这些实验，研究团队能够区分出依赖于PorE-PorP复合物的货物蛋白和那些可以独立分泌的蛋白。

综上所述，本研究揭示了PorE在T9SS中的核心作用，特别是其OmpA_C-like结构域对于龈沟蛋白酶的分泌至关重要。同时，研究还指出，某些T9SS货物蛋白的分泌并不依赖于PorE-PorP复合物，这可能意味着T9SS存在多种不同的分泌机制。这些发现不仅有助于理解牙周病原体的致病机制，也为开发新的抗菌策略提供了理论依据。未来的研究可以进一步探索这些独立分泌机制的分子基础，以及PorE和PorP在不同细菌中的功能差异，从而更全面地揭示T9SS的复杂性和多样性。