猪链球菌双组氨酸/谷氨酰胺转运蛋白组分ShgH的鉴定及其在毒力与生物膜调控中的核心作用

本文揭示了猪链球菌（S. suis）中ABC转运体底物结合蛋白ShgH的双重氨基酸转运功能及其在致病机制中的核心作用。研究表明，ShgH通过介导组氨酸和谷氨酰胺摄取，调控细菌囊膜合成、抗氧化应激和吞噬逃逸能力，显著影响体内毒力与生物膜形成。其高度保守性及对营养摄取途径的调控，为开发抗链球菌感染的新型治疗策略（如疫苗或抑制剂靶点）提供了重要理论依据。

　　

Section snippets

Bioinformatics

使用SignalP 5.0预测了猪链球菌参考菌株P1/7中SSU0503编码的ShgH信号肽。通过TMHMM鉴定了该蛋白的表面暴露区域，并利用AlphaFold和Phyre2预测了其三级结构。序列比对表明……

Characterization and distribution of the shgH gene

基因组分析显示，SSU0503位点属于一个操纵子（现命名为组氨酸/谷氨酰胺摄取操纵子hguo）。该操纵子从5'到3'端包含三个基因：SSU0501（shgP，编码跨膜结构域TMD）、SSU0502（shgQ，编码核苷酸结合结构域NBD）和SSU0503（shgH，推测编码底物结合蛋白SBP），共同构成一个典型的ABC转运体。操纵子上游为SSU0500（glmS），编码谷氨酰胺转氨酶。两者间存在152 bp的基因间隔区……

Discussion

SSU0503基因此前被发现在猪链球菌致病过程中起关键作用（Arenas et al., 2020），但其具体生物学功能尚未明确。本研究证实SSU0503编码的ShgH是一个底物结合蛋白（SBP），参与组氨酸和谷氨酰胺的双重摄取，这一结论得到多方面的实验与生物信息学证据支持。首先，SSU0503与编码转座酶的基因位于同一操纵子……

Uncited references

（Arenas et al., 2016; Aynapudi et al., 2017; D'Auria et al., 2008; Díaz et al., 2023; Roussel-Jazede et al., 2010）

Funding

本研究由西班牙科学与创新部（MCIN/AEI/10.13039/501100011033）及欧洲区域发展基金（ERDF）与欧盟下一代EU/PRTR计划（项目编号PID2020-114617RB-100）共同资助。资助机构未参与研究设计、数据收集与分析、发表决策及稿件撰写。

Author statement

CG设计并执行实验，分析数据，制作图表，撰写初稿；LS设计并构建突变株，进行生长培养实验；BM和PJ负责生物膜形成实验，BM协助分子对接与生长培养；TB参与等温滴定量热（ITC）实验及数据解读；CM完成小鼠免疫与感染实验；JA构思并指导研究，参与数据分析……

CRediT authorship contribution statement

Beatriz Morales： 方法论；Paula Jurado： 方法论；M. Teresa Bes： 监督、软件、资源；Clara Marín： 监督、资源、方法论；Jesús Arenas： 撰写-审阅与编辑、可视化、验证、监督、资源、项目管理、资金获取、形式分析、数据管理、概念化；Carla García： 撰写-初稿、方法论、研究实施、形式分析、数据管理、概念化；Luis Saralegui： 方法论……

Acknowledgements

感谢Juan Ignacio Aguiló（UNIZAR）提供本研究用的小鼠巨噬细胞系；感谢Cristina Uruén（UNIZAR）在生物信息学分析中的帮助，以及Santiago Morales（UNIZAR）在放射性实验中的支持；特别感谢Adrián Velázquez-Campoy（BIFI）在ITC分析中的协助。