综述:拟杆菌thetaiotaomicron VPI 5482中BT_2747编码的脂质A Kdo转移酶的鉴定

【字体: 时间:2025年09月03日 来源:Systems Microbiology and Biomanufacturing 2.9

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  (编辑推荐)本研究通过蛋白序列比对发现拟杆菌(B. thetaiotaomicron)的BT_2747基因与大肠杆菌(E. coli)WaaA存在24%同源性,利用重组菌株证实其编码的酶能以lipid IVA为底物特异性转移单个Kdo残基,揭示了肠道共生菌独特Kdo-脂质A结构的合成机制,为理解菌群-宿主免疫互作提供了新视角。

  

【Abstract】

人类肠道共生微生物拟杆菌thetaiotaomicron(Bacteroides thetaiotaomicron)具有独特的脂寡糖(LOS)结构,这种结构促进其与宿主建立有益共生关系。然而其合成机制尚未完全阐明。最新研究发现,该菌株VPI 5482中BT_2747基因编码的蛋白与大肠杆菌WaaA糖基转移酶存在24%序列相似性,这为揭示其特殊LOS合成机制提供了重要线索。

【基因功能验证】

研究团队构建了系列大肠杆菌脂多糖(LPS)突变株:通过敲除waaC-waaF、lpxL或lpxM基因,获得WH001(ΔwaaA)、WL003(ΔwaaAwaaC-F)等重组菌株。在这些菌株中过表达BT_2747后,液相色谱-质谱分析显示:该酶能将部分lipid IVA转化为Kdo-lipid IVA,但未检测到Kdo2-lipid IVA结构。值得注意的是,在WH001/pBT2747和WL003/pBT2747中检测到微量六酰化Kdo-脂质A,而WL004/pBT2747中则发现五酰化Kdo-脂质A。

【酶学特性解析】

通过引入lpxF基因进一步改造重组菌株,使其能合成Kdo-lipid IVA-1-磷酸。实验证实BT_2747编码的酶具有独特底物特异性:仅以lipid IVA为底物,且只转移单个Kdo残基。这与大肠杆菌WaaA能转移两个Kdo残基的特性形成鲜明对比,揭示了拟杆菌属特有的Kdo-脂质A合成途径。

【生物学意义】

该发现不仅完善了拟杆菌LOS合成机制的理论框架,更暗示肠道共生菌可能通过这种独特的Kdo-脂质A结构调控宿主免疫稳态。这种特殊的单Kdo修饰模式可能是拟杆菌与宿主建立和谐共生关系的关键分子基础,为开发基于微生物组的免疫调节策略提供了新靶点。

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