捕食性黏细菌处于金属β-内酰胺酶进化的交叉点上

《Communications Biology》：Predatory myxobacteria lay at the cross-roads of metallo-β-lactamase evolution

　　

摘要

了解B1金属β-内酰胺酶在其天然宿主中的生物学特性，以及其在转移到人类病原体过程中适应性机制的分子基础，或许能为应对这些重要的耐药因子提供新的治疗思路。通过大规模系统基因组分析，我们确定Bacteroidota和Myxococcota是环境中这类酶的主要宿主。后一门类中捕食性微生物所携带的MβL同源物的单系谱系与γ-Proteobacteria中具有临床意义的菌株存在共同祖先，这凸显了它们的进化重要性。在模式γ-变形杆菌Escherichia coli中表达的三种黏细菌属的天然MβLs的耐药表型和生化特性，与新德里金属β-内酰胺酶相比，表明这些酶的进化主要是为了适应新宿主环境从而提高其产量，而非功能上的分化。周质定位是主要的进化特征，因为E. coli无法有效识别那些本应作为脂蛋白存在、但实际上以可溶性蛋白质形式存在于细胞包膜中的环境MβLs的信号肽。黏细菌MβLs N端分泌信号的独特性，可能反映了这些酶与其宿主生理功能的整合，同时也表明可能存在天然分子调控着它们的表达。