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综述:金属载体研究新进展揭示其在群体感应、抗菌活性和镧系元素获取中的功能
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月20日 来源:Current Opinion in Chemical Biology 6.9
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这篇综述聚焦金属载体(metallophores)的多重生物学功能,涵盖群体感应(QS)、抗菌机制及镧系元素(Ln)获取等突破性发现。重点解析了耶尔森菌素(Ybt)的非经典QS功能、曲霉胺A(AMA)通过Zn(II)/Co(II)复合物抑制细菌镍(Ni)摄取的抗毒力策略,以及甲基镧胺素(MLL)作为首个镧系载体(Ln-scavenging)的发现,为微生物金属稳态和抗菌治疗提供新视角。
群体感应中的耶尔森菌素角色
耶尔森菌素(Ybt)最初作为铁载体(siderophore)被发现,其与Fe(III)的解离常数(Kd,Fe(III))达4×10-36 M。近年研究发现,Ybt在致病性肠杆菌中不仅介导铁(Fe)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)等多金属获取,还通过高致病性岛(HPI)编码的调控网络参与群体感应(QS)。这种双重功能揭示了金属载体在微生物通讯中的进化可塑性。
曲霉胺A抑制细菌镍摄取
真菌代谢产物曲霉胺A(AMA)通过螯合Zn(II)和Co(II)干扰细菌镍摄取系统。实验显示,Zn(II)-AMA复合物可竞争性阻断肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)的Ni转运蛋白,导致细胞内Ni水平下降,显著削弱其毒力。这一发现为靶向金属稳态的抗毒力疗法(anti-virulence strategy)提供了新思路。
甲基镧胺素:镧系元素载体的发现
甲基镧胺素(MLL)是首例被鉴定的镧系载体,由甲基营养菌M. extorquens AM1响应Ln胁迫分泌。MLL能特异性结合钕(Nd)并促进其内化,支持该菌依赖Ln的甲醇脱氢酶XoxF的活性。这一发现填补了微生物Ln代谢研究的空白,暗示自然界可能存在更多f区元素适配的金属载体。
结论与展望
金属载体的功能多样性远超传统认知:从Ybt的QS信号分子角色,到AMA的“金属劫持”抗菌策略,再到MLL拓展的Ln生物学边界。这些进展为开发新型抗菌药物、理解微生物环境适应机制及探索稀土元素生物循环奠定了基础。未来研究需进一步解析金属载体-金属-宿主三方互作的分子机制。
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