Fusobacterium nucleatum中BamA介导的OMP生物发生机制：结构解析与进化起源

来自Cottom等的研究团队通过冷冻电镜(cryo-EM)、SAXS和生物信息学技术，揭示了人类病原体Fusobacterium nucleatum中β-桶状外膜蛋白(OMP)生物发生的关键机制。研究发现FnBamA以独特的反向二聚体结构独立介导OMP组装，其四POTRA结构域展现构象灵活性，系统发育分析表明它是BamA蛋白家族的早期祖先，为理解革兰氏阴性菌膜蛋白进化提供了新视角。

　　

这项研究深入解析了口腔致病菌Fusobacterium nucleatum（具核梭杆菌）中外膜蛋白生物发生的分子奥秘。作为与结直肠癌相关的革兰氏阴性病原体，其致病性依赖于一种特殊的β-桶状外膜蛋白——自转运蛋白(autotransporter)。

冷冻电镜结构显示，FnBamA呈现出令人惊奇的"桥接式反向二聚体"构象，其C端16股β-桶状结构域以独特方式排列。小角X射线散射(SAXS)分析进一步揭示了四个POTRA结构域（负责底物识别的关键区域）具有显著的构象灵活性。蛋白质组学数据表明，FnBamA仅与分子伴侣Skp存在相互作用，而不依赖其他辅助蛋白——这与大多数细菌中多组分BAM复合物形成鲜明对比。

进化分析揭开了更引人入胜的故事：FnBamA代表了这个蛋白家族最原始的形态。系统发育证据表明，在Fusobacteria（梭杆菌门）与其他菌门（如Proteobacteria变形菌门）分化后，才发生了基因复制事件，衍生出BamA和TamA两个分支。这意味着我们看到的FnBamA可能是现存最接近原始祖先的"活化石"，它独自承担着所有外膜蛋白的组装重任。

这些发现不仅为理解革兰氏阴性菌外膜进化提供了关键线索，其独特的"单组分"工作机制更为抗菌药物设计提供了新靶点——针对这种古老而精简的OMP组装系统，或可开发出特异性抑制F.nucleatum致病性的新型疗法。