发现抑制宿主蛋白酶的反应性微生物衍生代谢物
Chun-Jun Guo1, Fang-Yuan Chang2, Thomas P Wyche3
1Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences and California Institute for Quantitative Biosciences, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA.
肠道细菌会产生抑制人类蛋白质酶的新型分子. 这项利用合成生物学的发现揭示了宿主生物学的关键微生物媒介.
科学领域:
- 微生物学
- 分子生物学
- 生物化学
背景情况:
- 肠道微生物群显著影响宿主生物学,但具体的分子媒介仍然很大程度上是未知的.
- 在肠道微生物群中广泛分布着一种以前已识别的细菌非核糖体合成酶基因群.
- 了解这些基因集群对于解读微生物对宿主健康的贡献至关重要.
研究的目的:
- 研究肠道微生物群中发现的细菌非核糖体合成酶基因集群的功能.
- 识别这些基因集群所编码的分子及其生物活动.
- 探索新的方法来研究无法培养的肠道细菌的代谢潜力.
主要方法:
- 细菌基因组的生物信息分析以确定非核糖体合成酶基因集群.
- 在模型生物 (大肠杆菌,细菌) 中选择的基因群的异构表达.
- 生物化学试验以表达分子的活性,包括蛋白酶抑制试验.
主要成果:
- 基因集群的表达产生了pyrazinones和dihydropyrazinones.
- 在人类微生物组项目的88%的便样本中发现了47个已识别的集群中的至少一个,并在宿主殖民期间被转录.
- 这些活性分子被确定为具有强大的蛋白酶抑制活性的化物,有选择性地向人类甲素.
结论:
- 细菌非核糖体合成酶基因集群编码生物活性的pyrazinones和dihydropyrazinones.
- 这些微生物代谢物,特别是类,作为强大的蛋白酶抑制剂,影响宿主蛋白质组.
- 生物信息学,合成生物学和异质表达的结合方法有效地阐明了肠道微生物群的功能基因组学.
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