西藏盐湖岸土壤中两株新型Novilysobacter的发现及其蛋白酶与RiPPs合成潜力研究

本研究针对微生物资源开发与抗菌物质挖掘的科学需求，从西藏龙木错湖岸土壤中分离出三株革兰氏阴性菌（A3-1-A15T、D1-1-M9T和D1-1-M8），通过多相分类学分析证实其为Novilysobacter属的两个新种（N. viscosus sp. nov.和N. longmucuonensis sp. nov.）。研究结合基因组学与生理实验验证了其蛋白酶活性及核糖体合成修饰肽（RiPPs）的生物合成基因簇，为开发新型抗菌剂和工业酶提供了重要菌种资源。

　　

在微生物资源开发领域，具有抗菌和酶活性的细菌一直是研究热点。Lysobacteraceae科的成员因其强大的次级代谢能力被称为"微生物制药厂"，但极端环境中的相关菌种资源仍未充分挖掘。西藏高原盐湖独特的生态环境孕育了特殊的微生物群落，然而高盐、强紫外线等极端条件如何塑造微生物的代谢特性，尤其是抗菌物质合成潜力，仍是亟待探索的科学问题。

中国科学院微生物研究所的研究团队在西藏龙木错湖岸土壤中发现三株革兰氏阴性短杆菌（A3-1-A15^T、D1-1-M9^T和D1-1-M8）。通过16S rRNA基因序列分析，这些菌株与Novilysobacter属模式菌株相似度为97.75%-97.80%，但ANI（平均核苷酸一致性）和dDDH（数字化DNA-DNA杂交）值均低于物种界定阈值（84.45%/49.7%和79.41%/24.7%），结合形态学、生理生化特征及化学分类学研究，最终确立为两个新物种：具有粘性分泌物的Novilysobacter viscosus sp. nov.（模式菌株A3-1-A15^T=CGMCC 1.19188^T）和以发现地命名的Novilysobacter longmucuonensis sp. nov.（模式菌株D1-1-M9^T=CGMCC 1.19230^T）。该成果发表于《BMC Microbiology》，为微生物分类学和生物活性物质开发提供了重要资源。

研究采用Illumina HiSeq X平台完成基因组测序，通过SOAPdenovo组装和Prokka注释；使用OrthoANI和GGDC进行基因组比较分析；通过透射电镜观察形态特征；采用MIDI系统进行脂肪酸分析；通过API ZYM和BIOLOG GEN III系统测定生理生化特性；利用牛奶平板法和Folin-酚法检测蛋白酶活性。

系统发育与分类学地位
基于16S rRNA基因构建的ML（最大似然）树显示，A3-1-A15^T与N. selenitireducens 13A^T形成独立分支，而D1-1-M9^T则与N. erysipheiresistens聚类。全基因组单拷贝基因系统发育进一步验证了这一关系。两个新种的基因组GC含量分别为68.79%和67.85%，主要极性脂质为DPG（二磷脂酰甘油）、PE（磷脂酰乙醇胺）和PG（磷脂酰甘油），特征性脂肪酸包括iso-C_15:0（9.02%-20.78%）和summed feature 9（C_16:0 10-methyl/iso-C_17:1ω9c，31.23%）。

代谢潜能与生物活性
基因组分析揭示A3-1-A15^T含有7个蛋白酶基因（5个S8家族丝氨酸肽酶），D1-1-M9^T含3个蛋白酶基因。实验证实两者能水解酪蛋白，其中D1-1-M9^T蛋白酶活性达1.331 U/mL，在40°C和pH 7时活性最高。更引人注目的是，antiSMASH分析发现两者均含有RiPPs生物合成基因簇，包含ABC型磷酸盐转运系统（PstSCAB-phoU）和DUF692结构域蛋白——后者是参与RiPPs翻译后修饰的关键酶。

生态适应与生物技术潜力
两菌株能在10-35°C、pH 6.5-10和最高4%盐度条件下生长，体现了高原盐湖环境的适应特性。其对21种抗生素敏感，但基因组中含有多重耐药相关基因sugE（小多重耐药家族转运蛋白）。

这项研究不仅拓展了Novilysobacter属的物种多样性，更揭示了西藏极端环境微生物的独特代谢机制。其蛋白酶在温和条件下（40°C，中性pH）的高活性，以及潜在的RiPPs合成能力，为开发新型抗菌剂和工业用酶提供了优质候选菌株。未来通过异源表达和结构改造，这些天然产物有望成为应对耐药菌威胁的重要资源。研究团队特别指出，DUF692蛋白在RiPPs修饰中的具体作用值得深入探索，这可能为设计新型肽类抗生素提供分子基础。