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多结构域裂解性多糖单加氧酶（LPMO）广泛分布于人类致病菌中，并日益被认为能够促进宿主相互作用和毒力。近期研究表明，使用铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的一种三模块LPMO——CbpD对小鼠进行免疫，可使其抵抗致死性铜绿假单胞菌感染。在若干种人类肠道致病菌中，LPMO以四模块和五模块蛋白的形式存在，其与宿主相互作用并促进毒力的能力，主要被归因于其结合含N-乙酰氨基葡萄糖聚糖的能力。最近，基于AlphaFold的预测以及对霍乱弧菌（Vibrio cholerae）定植因子GbpA的底物结合研究表明，其非催化性第三结构域中可能存在一个铜结合位点。鉴于近期研究已证明，MUC2这一主要肠道黏蛋白含有两个保守且彼此不同的铜结合位点，分别结合Cu(II)和Cu(I)，我们提出假设：肠道LPMO的辅助性非催化铜结合结构域，是对肠道环境适应性进化的结果。在本研究中，我们考察了GbpA，以及来自食源性肠道疾病致病革兰氏阳性菌——芽孢杆菌属（Bacillus）和李斯特菌属（Listeria）的同源多结构域LPMO。通过结合诱变分析、生化方法、光谱学方法和计算方法，我们证明这些多结构域LPMO在其非催化性第三结构域上含有保守但结构不同的铜(I)结合基序。对过去二十年相关文献的系统综述与重新评估显示，这些LPMO的铜结合能力与宿主—病原体相互作用之间始终存在一致的关联。因此，我们的研究将这些LPMO与肠道中的铜稳态管理联系起来，并解释了为何在不同引发肠道疾病的细菌谱系中，这种独特的结构架构得以 պահպան。
多结构域裂解性多糖单加氧酶（LPMO）广泛分布于人类致病菌中，并日益被认为能够促进宿主相互作用和毒力。近期研究表明，以铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）中的三模块LPMO——CbpD作为免疫原对小鼠进行免疫，可使其抵抗致死性铜绿假单胞菌感染。在数种人类肠道致病菌中，LPMO以四模块和五模块蛋白的形式存在，其与宿主相互作用并促进毒力的能力，主要被归因于其结合含N-乙酰氨基葡萄糖聚糖的能力。近期，基于AlphaFold的预测以及对霍乱弧菌（Vibrio cholerae）定植因子GbpA的底物结合研究提示，其第三个非催化结构域中可能存在一个铜结合位点。鉴于近期研究已证明，MUC2这一主要肠道黏蛋白含有两个保守且彼此不同的铜结合位点，分别结合Cu(II)和Cu(I)，我们假设，肠道LPMO中的辅助性非催化铜结合结构域，是其对肠道环境适应进化的结果。在本研究中，我们考察了GbpA，以及来自食源性肠道疾病致病革兰氏阳性菌——芽孢杆菌属（Bacillus）和李斯特菌属（Listeria）的同源多结构域LPMO。通过将突变分析与生化、光谱学和计算方法相结合，我们证明，这些多结构域LPMO在其第三个非催化结构域上含有保守但结构不同的Cu(I)结合基序。对过去二十年相关文献的全面综述与重新评估揭示，这些LPMO的铜结合能力与宿主—病原体相互作用之间存在一致的联系。因此，我们的研究结果将这些LPMO与肠道中的铜稳态管理联系起来，并解释了为何在不同的肠道疾病致病细菌谱系中，这种独特的结构仍得以保留。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.05.742968v1?rss=1
🏷️ 裂解性多糖单加氧酶 铜(I)结合 肠道铜稳态 宿主-病原体相互作用 细菌毒力