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短链脂肪酸（SCFAs）如乙酸和丙酸，是环境假单胞菌重要的碳源和能源，因此需要进行协调调控，以确保其高效同化并维持代谢稳态。在恶臭假单胞菌（Pseudomonas alloputida）KT2440中，已知双组分系统MxtR/ErdR（CrbS/CrbR）通过调控acsA-I激活乙酸同化。然而，MxtR/ErdR调控子组的完整范围及其在乙酸代谢之外的生理作用仍不明确。我们证明，MxtR/ErdR可直接调控甲基柠檬酸循环，并协调乙酸和丙酸代谢。为界定MxtR/ErdR调控网络，我们结合开展了比较转录组学分析、生理学分析、启动子-报告基因实验、电泳迁移率变动分析（EMSAs）以及靶向突变分析。对mxtR-H806N和ΔerdR突变体进行的比较转录组学分析显示，其基因表达发生了广泛变化，包括丙酸代谢相关基因与中心碳代谢、转运、趋化性和信号转导相关基因的协同下调。与这些转录变化一致，删除mxtR或erdR均导致菌株无法在丙酸上生长。启动子-报告基因实验和EMSAs表明，ErdR可直接结合prp基因簇和prpE上游一个保守的不完全反向重复序列。突变分析证实，该结合基序对于启动子激活具有重要的功能意义。此外，MxtR/ErdR还通过调控转运相关基因参与丙酮酸利用，而删除下游靶基因仅引起较为有限的表型变化，表明MxtR/ErdR的生理效应源于其对多条代谢途径的协调调控。我们的研究显著拓展了对MxtR/ErdR调控子组的认识，并鉴定出该信号系统是恶臭假单胞菌KT2440中短链脂肪酸稳态的核心调控因子。
短链脂肪酸（SCFAs），如乙酸和丙酸，是环境假单胞菌重要的碳源和能源。为确保其高效同化并维持代谢稳态，需要对这一过程进行协调调控。在铜绿假单胞菌（Pseudomonas alloputida）KT2440中，已知双组分系统MxtR/ErdR（CrbS/CrbR）可通过调控acsA-I激活乙酸同化。然而，MxtR/ErdR调控子系统的完整范围及其在乙酸代谢之外的生理作用仍不清楚。我们证明，MxtR/ErdR可直接调控甲基柠檬酸循环，并协调乙酸和丙酸代谢。为界定MxtR/ErdR调控网络，我们结合了比较转录组学、生理学分析、启动子-报告基因检测、电泳迁移率变动分析（EMSAs）以及靶向诱变等方法。对mxtR-H806N和ΔerdR突变体进行的比较转录组学分析显示，基因表达发生了广泛变化，其中包括丙酸代谢相关基因与中心碳代谢、转运、趋化及信号转导相关基因的协同下调。与这些转录变化一致，删除mxtR或erdR均导致菌株无法在丙酸上生长。启动子-报告基因检测和EMSAs表明，ErdR可直接结合prp基因簇和prpE上游一个保守的不完全反向重复序列。突变分析证实，该结合基序对于启动子激活具有重要功能。此外，MxtR/ErdR还通过调控与转运相关的基因促进丙酮酸利用，而删除下游靶基因仅引起轻微表型，这表明MxtR/ErdR的生理效应源于其对多条代谢途径的协调调控。我们的研究显著扩展了MxtR/ErdR调控子的范围，并确认该信号系统是P. alloputida KT2440中SCFA稳态的核心调节因子。
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🏷️ 短链脂肪酸代谢 MxtR/ErdR双组分系统 转录调控 丙酸代谢 甲基柠檬酸循环 恶臭假单胞菌