RefAHL:整合多样 LuxI 型信号合成酶及其酰基高丝氨酸内酯产物的群体感应参考数据库

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.7

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  细菌通过群体感应(QS)实现细胞间通讯,其中酰基高丝氨酸内酯(AHL)信号由 LuxI 家族合成酶产生。为解决多数 LuxI 同源物的 AHL 产物未知问题,研究人员整合 134 个经实验验证的 LuxI 同源物及其 AHL 产物,构建 “RefAHL” 数据库,为基因组数据中 LuxI 多样性编目提供资源。

  
许多细菌利用群体感应(Quorum Sensing, QS)进行细胞密度依赖的基因调控,其中酰基高丝氨酸内酯(Acyl-homoserine Lactone, AHL)信号分子由 LuxI 家族合成酶产生,并由 LuxR 家族转录调节因子识别。QS 系统的特异性由 AHL 的酰基部分决定,目前已发现约 35 种不同 AHL,其酰基侧链长度(4-20 个碳)和取代基存在差异。尽管多数 LuxI 同源物之间氨基酸序列同一性低(20%-25%),宏基因组分析显示超过 6000 对独特的 luxR-luxI 基因对,但绝大多数同源物的 AHL 信号产物尚未明确。

自首个 AHL 型 QS 系统(费氏弧菌 Vibrio fischeri 的 LuxI 及其产物 3-oxo - 己酰基高丝氨酸内酯)被发现以来,研究致力于鉴定其他细菌的 LuxI 同源物及其 AHL 产物。以 SigMol 和 QS 相关蛋白(QSP)数据库为基础,研究人员更新并整理了 134 个经实验证实能合成结构明确 AHL 的 LuxI 同源物,构建 “RefAHL” 数据库。AHL 结构的验证需经过质谱、核磁共振光谱、同位素标记甲硫氨酸喂养实验和 / 或同源 LuxR 特异性激活等分析,并根据实验方法赋予置信度分类。数据库排除仅基于非严格特异性生物检测(如农杆菌 Agrobacterium TraR 或色杆菌 Chromobacterium CviR 生物报告器)的 AHL 分配,因其可能高估次要 AHL 的丰度并导致信号误判,同时剔除未明确主要 AHL 产物的同源物。

RefAHL 包含分类学信息、LuxI 同源物氨基酸序列、微生物基因组 / GenBank 标识符、文献引用(含 PMID)、主要 AHL 信号(含 PubChem 编号和 SMILES 结构)及置信度评级。假设高丝氨酸内酯立体化学为 L 型,3 - 羟基酰基为 R 型(仅少数 AHL 经实验验证)。数据库以表格和机器可读 FASTA 格式公开存放于 Dryad,可供研究人员在分析基因组数据时作为参考,如通过蛋白 BLAST 或序列相似性网络(SSN)分析比对。例如,利用 RefAHL 序列确定甲基杆菌属 Methylobacterium / 甲基红菌属 Methylorubrum 中最常见 LuxI 同源物的 AHL 信号未明确,并据此开展新信号解析研究。研究团队呼吁研究者提供新数据以完善数据库资源。

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