三域 NDP-庚糖合成酶在放線菌中的保守分布

庚糖部分不僅是脂多糖 (LPS) 和莢膜多糖 (CPS) 的組成部分，對(duì)革蘭氏陰性菌的感染、定植和免疫識(shí)別很重要，而且還是多種天然產(chǎn)物的組成部分，具有迷人的魅力。革蘭氏陽性菌的生物活性。大多數(shù)庚糖單元來自相同的前體，d-sedoheptulose 7-磷酸 (S7-P)，戊糖磷酸途徑的中間體。原則上，S7-P轉(zhuǎn)化為NDP-庚糖經(jīng)由通過與異構(gòu)酶，激酶，磷酸酶，和核苷酸基轉(zhuǎn)移酶活性的酶依次催化的四步過程。ADP-D-甘油-β-D-甘露-heptose 是 ADP 激活的 heptoses 的常見中間體，其生物合成已在革蘭氏陰性菌中得到廣泛研究。最近，該工作組在闡明革蘭氏陽性菌抗真菌抗生素septacidins的生物合成過程中，發(fā)現(xiàn)了首個(gè)具有異構(gòu)酶、激酶和核苷酸轉(zhuǎn)移酶活性的三域NDP-庚糖合成酶SepB。SEPB，具有磷酸SEPL一起，合成ADP-D-甘油基-β-D-甘露-heptose通過相同的處理，在革蘭氏陰性菌株大腸桿菌。

“SepB 的特殊三域特征引起了我們調(diào)查其分布的興趣。”這項(xiàng)工作的第一作者唐岳博士說。令人驚訝的是，所有 86 個(gè)三域同源物(包括 SepB)對(duì)于革蘭氏陽性細(xì)菌的放線菌類都是保守的。“最有可能催化 NDP-庚糖形成的 85 個(gè) SepB 同系物的發(fā)現(xiàn)為我們提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì)來了解革蘭氏陽性菌中庚糖的生物學(xué)意義。”唐說。屬于三域 NDP-庚糖合成酶基因的相關(guān)基因簇可分為三類，I 型基因簇編碼 septacidin 類似物，II 型基因簇指示具有修飾的庚糖部分的天然產(chǎn)物，III 型基因簇負(fù)責(zé)安裝聚糖鏈。“而且，在 III 型簇中觀察到大腸桿菌菌株?？紤]到嗜熱Aneurinibacillus thermoaerophilus的單域GDP-庚糖合成酶，所有三種形式的NDP-庚糖合成酶都存在于革蘭氏陽性菌中，表明庚糖在革蘭氏陽性菌中的作用值得關(guān)注。”通訊作者陳奕華教授說。四種選定的三域蛋白 Be-6、Cth-2、No-5 和 Sa-4 的酶學(xué)表征表明，它們都參與 ADP-d-甘油-β-d-甘露糖-庚糖的生物合成，而后三種蛋白的激酶結(jié)構(gòu)域卻出人意料地功能失調(diào)。

這些結(jié)果表明，作為革蘭氏陰性菌，革蘭氏陽性菌也是源自 S7-P 的庚糖的豐富來源。該研究更新了革蘭氏陽性菌中NDP-庚糖生物合成的現(xiàn)有知識(shí)，并為進(jìn)一步研究含庚糖的天然產(chǎn)物及其生理功能探索奠定了基礎(chǔ)。

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