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，對革蘭氏陰性菌的感染、定植和免疫識別很重要，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)了首個具有異構酶、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。”這項工作的第一作者唐岳博士說。令人驚訝的是，所有 86 個三域同源物(包括 SepB)對于革蘭氏陽性細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 SepB 同系物的發(fā)現(xiàn)為我們提供了一個很好的機會來了解革蘭氏陽性菌中庚糖的生物學意義。”唐說。屬于三域 NDP-庚糖合成酶基因的相關基因簇可分為三類，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 型基因簇負責安裝聚糖鏈。“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構域卻出人意料地功能失調(diào)。

這些結果表明，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，并為進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。

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