來自清華大學生命科學學院醫學院的研究人員在新研究中證實,L-谷氨酰胺通過酶促反應釋放氨,使得大腸桿菌獲得了耐酸性。相關論文“L-glutamine provides acid resistance for Escherichia coli through enzymatic release of ammonia”發表在1月22日的《細胞研究》(Cell research)雜志上。
文章的通訊作者是清華大學生命科學院院長施一公教授,其研究組主要致力于運用結構生物學和生物化學的手段研究腫瘤發生和細胞凋亡的分子機制,集中于腫瘤抑制因子和細胞凋亡調節蛋白的結構和功能研究、重大疾病相關膜蛋白的結構與功能的研究、胞內生物大分子機器的結構與功能研究。
食物傳播性細菌對于全球健康構成威脅。1982年,大腸桿菌菌株O157:H7就引發了全球大流行。2011年,大腸桿菌菌株O104:H4導致了歐洲疫情爆發,造成18人死亡,每500人中有一人染病。為了能夠通過pH值約為2的胃,以及在其他酸性環境中存活,大腸桿菌形成了精密的耐酸性系統 (ARs)。
在三種已知的ARs中,AR1的功能機制仍然不清楚。相比之下,AR2和AR3的分子機制得到了更深入地解析。AR2包含有一個氨基酸反向轉運蛋白GadC,負責細胞外L-谷氨酸(Glu)與細胞內γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid ,GABA)的交換。兩個Glu脫羧酶GadA和GadB將Glu轉變為GABA。與AR2相似,AR3也具有兩個組件:反向轉運蛋白AdiC和精氨酸脫酸酶AdiA。AR2或AR3一次完整的循環可將細胞質中的質子排出至細胞外環境中,由此提高細胞內pH,促進細菌在酸性環境下存活。
全面了解細菌AR對于有效的臨床預防及治療均有重要的意義。因為所有的食物傳播性致病菌都必須通過極酸性胃,了解細菌在pH值為2-3的環境下的生存機制極其重要。當前,研究人員對于這些機制的了解還遠遠不夠。
在這項研究中,研究人員鑒別了一個新型大腸桿菌耐酸性系統,證實其依賴于谷氨酰胺酶YbaS和氨基酸反向轉運蛋白GadC。這種YbaS和GadC可被酸性pH激活,且只在pH值小于等于6.0時才能適當發揮功能。通過吸收L-谷氨酰胺 (Gln),大腸桿菌利用YbaS將之轉化為L-谷氨酸(Glu),伴隨釋放氣態氨。游離氨中和質子,導致酸性環境下細胞內pH增高。GadC則負責細胞外Gln 與細胞內Glu 交換。通過這一耐酸系統,確保了大腸桿菌在極酸性環境下生存。
新研究對于了解細菌的生理學具有重要的意義,且為開發針對腸道致病菌的抗生素提供了新認識。
英國劍橋分子生物學實驗室科學家在最新一期《科學》雜志發表最新成果稱,他們將大腸桿菌基因組包含的64個密碼子縮減為57個,并將這一新菌株命名為Syn57。這項研究猶如為生命體“瘦身”,有望為研發抗病毒藥......
英國科學家研究發現,大腸桿菌能將一種從廢塑料瓶中獲取的分子轉換成鎮痛藥——撲熱息痛,或稱對乙酰氨基酚。該研究指出了一種潛在策略,能將塑料廢棄物以可持續的方式升級改造成有用的產物。相關研究6月23日發表......
方案摘要:大腸菌群是一群能發酵乳糖并產酸產氣,需氧或兼性厭氧的革蘭氏陰性無芽孢桿菌。本方法使用RAYPA自動培養基制備器,主要圍繞培養基的精準制備與微生物檢測的標準化需求展開。通過自動化技術確保培養基......
葡萄糖是工業微生物發酵過程中的主要碳源。葡萄糖的攝取速率決定胞內整體代謝通量。葡萄糖通過糖酵解和磷酸戊糖途徑代謝,可生成多種目標產物。而在細胞培養中,代謝通量的不平衡常使大量葡萄糖未能轉化為目標產物而......
大腸桿菌在生物基化學品和酶蛋白生產中應用廣泛。乳糖操縱子系統是大腸桿菌中調控基因表達的組成部分,其中阻遏蛋白LacI通過結合操縱序列來抑制基因的轉錄。誘導劑IPTG通過與LacI結合,解除其抑制作用,......
大腸桿菌在生物基化學品和酶蛋白生產中應用廣泛。乳糖操縱子系統是大腸桿菌中調控基因表達的組成部分,其中阻遏蛋白LacI通過結合操縱序列來抑制基因的轉錄。誘導劑IPTG通過與LacI結合,解除其抑制作用,......
許多胰腺腫瘤就像堡壘,周圍環繞著密集的膠原蛋白和其他組織基質。這些組織可保護腫瘤并幫助它們免受免疫療法的打擊,從而導致免疫療法對“癌王”胰腺癌束手無策。美國威斯康辛大學麥迪遜分校研究團隊利用細菌滲透到......
根據11月24日發表在《科學》雜志上的一項新研究,大腸桿菌可能比科學家之前認為的更有能力進化出抗生素耐藥性。在SFI外部教授AndreasWagner的帶領下,研究人員通過實驗繪制了一種大腸桿菌蛋白的......
英國研究人員通過對600只健康寵物狗的研究發現,給狗喂食未煮熟的生肉會增加它們排出大腸桿菌的風險,而這種大腸桿菌是無法被廣泛使用的抗生素——環丙沙星所滅殺的。近日,相關研究發表于OneHealth。大......
近日,微生物技術國家重點實驗室梁泉峰/祁慶生團隊在AdvancedScience上發表題為“CreatingPolyploidEscherichiacolianditsApplicationinEff......