Gia đình LuxS của các autoinducer vi khuẩn: tổng hợp một phân tử tín hiệu cảm nhận mật độ quần thể mới

Molecular Microbiology - Tập 41 Số 2 - Trang 463-476 - 2001
Stephan Schauder1, Kevan M. Shokat2, Michael G. Surette3, Bonnie L. Bassler1
1Department of Molecular Biology, Princeton University, Princeton NJ, 08544-1014, USA
2Department of Cellular and Molecular Pharmacology, University of California San Francisco, San Francisco, CA 94143-0450, USA.
3Department of Microbiology and Infectious Diseases, University of Calgary, 3330 Hospital Drive, North West, Calgary, Alberta, T2N-4N1, Canada.

Tóm tắt

Nhiều vi khuẩn điều chỉnh biểu hiện gen theo mật độ quần thể tế bào, và hiện tượng này được gọi là cảm nhận mật độ quần thể. Ở vi khuẩn Gram âm, cảm nhận mật độ quần thể thường liên quan đến việc sản xuất, giải phóng và phát hiện các phân tử tín hiệu homoserin lactone đã được acyl hóa gọi là autoinducers. Vibrio harveyi, một loại vi khuẩn biển phát quang Gram âm, điều chỉnh sản xuất ánh sáng phản ứng với hai autoinducers khác nhau (AI‐1 và AI‐2). AI‐1 là một homoserin lactone. Cấu trúc của AI‐2 chưa được biết đến. Chúng tôi đã đề xuất trước đây rằng V. harveyi sử dụng AI‐1 cho giao tiếp trong loài và AI‐2 cho giao tiếp giữa các loài. Nhất quán với ý tưởng này, chúng tôi đã chỉ ra rằng nhiều loài vi khuẩn Gram âm và Gram dương sản xuất AI‐2 và, trong mọi trường hợp, việc sản xuất AI‐2 phụ thuộc vào chức năng được mã hóa bởi gen luxS. Chúng tôi ở đây chứng minh rằng LuxS là enzyme tổng hợp AI‐2 và rằng AI‐2 được sản xuất từ S‐adenosylmethionine qua ba bước enzym. Substrate cho LuxS là S‐ribosylhomocysteine, được cắt để tạo thành hai sản phẩm, một trong số đó là homocysteine, và sản phẩm còn lại là AI‐2. Trong báo cáo này, chúng tôi cũng cung cấp bằng chứng rằng con đường tổng hợp và các chất trung gian sinh hóa trong tổng hợp AI‐2 là giống nhau ở Escherichia coli, Salmonella typhimurium, V. harveyi, Vibrio cholerae và Enterococcus faecalis. Kết quả này gợi ý rằng, không giống như cảm nhận mật độ quần thể thông qua nhóm các autoinducers homoserin lactone liên quan, AI‐2 là một tín hiệu độc đáo, ‘vũ trụ’ có thể được sử dụng bởi nhiều loại vi khuẩn để giao tiếp giữa và trong các loài.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/s1369-5274(99)00025-9

10.1111/j.1365-2958.1993.tb01737.x

10.1111/j.1365-2958.1994.tb00422.x

10.1111/j.1365-2958.1994.tb01029.x

10.1128/jb.179.12.4043-4045.1997

10.1101/gr.3.2.85

10.1016/S0021-9258(20)88238-6

10.1006/bbrc.1996.1723

10.1042/bj2320335

Duerre J.A., 1977, The Biochemistry of Adenosylmethionine., 43

10.1073/pnas.81.13.4154

10.1093/nar/15.24.10455

10.1016/0092-8674(83)90063-6

10.1271/bbb.57.2026

10.1128/JB.181.3.899-906.1999

10.1046/j.1365-2958.1999.01208.x

10.1046/j.1365-2958.2000.01684.x

10.1128/jb.178.22.6618-6622.1996

10.1016/s0378-1097(96)00530-7

10.1128/JB.180.3.742-745.1998

10.1007/BF00409093

Greene R.C.(1996)Biosynthesis of methionine. In Escherichia coliandSalmonella:Cellular and Molecular Biology Vol.1.Neidhardt F.(ed.). Washington DC:American Society for Microbiology Press pp.542–560

10.1128/jb.177.14.4121-4130.1995

10.1128/jb.178.17.5291-5294.1996

10.1128/JB.181.18.5766-5770.1999

10.1021/jf970732j

10.1021/jf9705983

10.1128/JB.182.13.3638-3643.2000

10.1128/IAI.68.9.4839-4849.2000

Kim S.Y., 2000, American Society for Microbiology General Meeting., 97

10.1046/j.1365-2958.1997.4251782.x

10.1016/s0966-842x(98)01313-4

10.1046/j.1365-2958.2000.01913.x

10.1046/j.1365-2958.2001.02616.x

10.1099/13500872-145-2-283

10.1128/jb.171.5.2406-2414.1989

Miller C.H., 1968, S‐ribosylhomocysteine cleavage enzyme from Escherichia coli, J Biol Chem, 243, 92, 10.1016/S0021-9258(18)99328-2

10.1126/science.272.5268.1655

10.1128/MMBR.43.4.496-518.1979

10.1016/S0021-9258(17)34190-X

10.1073/pnas.96.8.4360

10.1128/jb.179.18.5827-5834.1997

Sambrook J., 1989, Molecular Cloning: a Laboratory Manual.

10.1128/jb.178.10.2897-2901.1996

10.1002/9780470122990.ch4

10.1128/jb.172.6.2946-2954.1990

10.1017/s0006323199005332

10.1073/pnas.96.26.15196

10.1073/pnas.95.12.7046

10.1073/pnas.96.4.1639

Val D.L., 1998, In vivo evidence that S‐adenosylmethionine and fatty acid synthesis intermediates are the substrates for the LuxI family of autoinducer synthases, J Bacteriol, 180, 2644, 10.1128/JB.180.10.2644-2651.1998

Thông tin
Thông tin xuất bản

Molecular Microbiology

Tập 41 Số 2

463-476

Thông tin tác giả