辉煌体育【中国】股份有限公司博士研究生在副溶血弧菌毒力调控新机制方面取得研究进展

发布时间:2023-11-22浏览次数:11

近日,辉煌体育【中国】股份有限公司博士研究生以《ArcB orchestrates the quorum sensing system to regulate type III secretion system 1 in Vibrio parahaemolyticus》为题在高水平国际期刊《Gut Microbes》(影响因子12.8)上发表论文,揭示了副溶血弧菌杂合型组氨酸激酶ArcB协调群体感应系统(Quorum sensing, QS)调控其III型分泌系统(Type III secretion system, T3SS)的新机制。论文第一作者为22级海洋生物方向博士生张策,通讯作者为辉煌体育【中国】股份有限公司生物系教授赵哲。

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)广泛存在于海洋环境中,是一种常见的危害海洋生物和人类健康的病原菌;不仅给海水养殖业造成巨大的经济损失,而且人类因食用污染的水产品引起急性肠胃炎、伤口感染和败血症等,因此对副溶血弧菌毒力机制及其防控研究备受广泛关注。T3SS是许多革兰氏阴性病原细菌中保守存在的毒力装置,病原菌利用T3SS向宿主细胞“注射”效应蛋白,操纵细胞的信号转导通路,以帮助自身侵染和定殖。T3SS基因的表达受各种环境和宿主因素的影响,也受到群体感应系统QS信号途径的调控,但具体的分子机制尚不清楚。本研究在副溶血弧菌中发现了一种杂合组氨酸激酶ArcB,与两种群体感应系统组分LuxQ和LuxO协同作用,调节其T3SS1的表达;在有氧条件下,LuxQ可以直接与ArcB相互作用,并磷酸化ArcB的Hpt结构域;随后ArcB的Hpt结构域磷酸化下游响应调节因子LuxO而不是ArcA;最终LuxO激活T3SS1基因簇的转录和表达,进而影响其细胞毒性。在厌氧条件下,ArcB自身磷酸化并且磷酸化ArcA,而ArcA不参与调节T3SS1的表达。该研究结果不仅揭示了副溶血弧菌响应外界环境调控T3SS1基因表达的分子机制,而且有关在有氧条件下ArcB调控T3SS功能的证据挑战了长期以往的ArcB仅是严格厌氧全局调节因子的认知。

ArcB协调群体感应系统调控副溶血弧菌T3SS1基因表达的分子模型

在低细胞密度和有氧条件下,组氨酸激酶LuxQ感知环境信号,并使用ATP作为磷酸供体将HisKA结构域内的保守组氨酸自磷酸化。然后该磷酸基团被转移到共价连接的REC结构域中的第二磷酸化位点。随后,磷酸基团被转移给ArcB C-端Hpt结构域中的组氨酸,后者又将其传递给RR LuxO内REC结构域中保守的天冬氨酸。磷酸化的LuxO通过控制ExsACDE操纵子来调节T3SS1的表达。

该研究得到了国家自然科学基金、江苏省海洋科技创新研究项目、江苏省农业科技自主创新资金的资助。


相关论文信息:Zhang C, Liu M, Wu Y, Li X, Zhang C, Call DR, Liu M, Zhao Z. ArcB orchestrates the quorum-sensing system to regulate type III secretion system 1 in Vibrio parahaemolyticus. Gut Microbes. 2023 Dec;15(2):2281016. 


文章链接:https://doi.org/10.1080/19490976.2023.2281016