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细菌对3-硝基丙酸（3NPA）的转化通常从经典硝酸酯单加氧酶（nitronate monooxygenases，NMOs）的角度加以理解，然而，基于序列的注释难以准确解析这一黄素蛋白家族中各成员的功能。在本研究中，我们发现，与环境来源YrpB/NMO相关的氧化还原酶空间主要由YrpB相关蛋白构成：在13个宏基因组中，经保守结构域支持的390个候选蛋白中，有83.1%与YrpB相关。沿着食蚯蚓（Eisenia fetida）饲料—肠道—蚓粪连续体进行培养，获得了31株具有系统发育多样性的3NPA响应细菌，表明这一表型分布于多个谱系之中。以此前已完成基因组测序、且便于实验研究的Serratia sp. EWG9为代表菌株，我们证明了其能够在3NPA支持下持续生长，实现44%的母体化合物消耗，并发生广泛的早期转录重组。其核心氧化还原酶OXR01处于YrpB/NMO序列空间的重叠区域，并表现出对3NPA稳定的预测性容纳能力，但未出现显著的转录诱导。这些发现表明，经典NMO只是一个更为广泛、在生态环境中分布的氧化还原酶储备库的组成部分，该储备库能够支持细菌对硝基毒素的响应。
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细菌对 3-硝基丙酸（3NPA）的转化通常从经典硝酸根单加氧酶（NMO）的角度进行考察，然而，在这一黄素蛋白家族中，序列注释难以准确解析其功能。在本研究中，我们发现，与环境来源 YrpB/NMO 相关的氧化还原酶空间主要由 YrpB 相关蛋白构成：在 13 个宏基因组中，390 个获得保守结构域支持的候选蛋白中，有 83.1% 与 YrpB 相关。沿着 Eisenia fetida 饲料—肠道—蚓粪连续体进行培养，获得了 31 株系统发育多样且对 3NPA 有响应的细菌，表明这一表型分布于多个谱系之中。我们以此前已完成全基因组测序、且便于实验研究的 Serratia sp. EWG9 为代表菌株，证明其能够在 3NPA 支持下持续生长，母体化合物的消耗率达到 44%，并伴随早期广泛的转录重组。其核心氧化还原酶 OXR01 位于 YrpB/NMO 序列空间的重叠区域，并显示出稳定的、预测的 3NPA 容纳能力，但未出现明显的转录诱导。这些发现表明，经典 NMO 只是一个更为广泛且在生态环境中分布的氧化还原酶储备库中的组成部分，该储备库参与细菌对硝基毒素的响应。
利益冲突声明
脚注
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
基金信息声明
印度科学与工业研究委员会国家物理实验室，
https://ror.org/0307k1x46
，CSIR-SRF；09/285(0086)/2019-EMR-I
版权
本预印本的。
该文根据
CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议
提供。
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发布于 2026 年 9 月 16 日。
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细菌中的硝基毒素代谢可能源于多样化的氧化还原酶储备库
Partha
Barman
、
Shilpa
Sinha
、
Ranadhir
Chakraborty
bioRxiv
2026.09.13.751228；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751228
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细菌中的硝基毒素代谢可能源于多样化的氧化还原酶储备库
Partha
Barman
、
Shilpa
Sinha
、
Ranadhir
Chakraborty
bioRxiv
2026.09.13.751228；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751228
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.13.751228v1?rss=1
🏷️ 3-硝基丙酸代谢 硝酸酯单加氧酶 YrpB相关氧化还原酶 宏基因组学 细菌转录响应