分枝杆菌噬菌体Adephagia gp48抑制宿主细胞壁生物合成必需酶甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶

由 root 提交于 周五, 09/18/2026 - 18:47
噬菌体编码对细菌宿主生长具有强烈抑制作用的蛋白是十分常见的,约有10%的分枝杆菌噬菌体编码蛋白具有这一特性。Adephagia是一种K1簇分枝杆菌噬菌体,先前对Adephagia的66个非结构基因进行克隆和表达,鉴定出其中14个基因在耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)中表达时具有毒性。其中一种表达蛋白gp48由70个氨基酸残基组成,在耻垢分枝杆菌和脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus)中表达时均表现出高度毒性;其作用机制是结合并使Msmeg_1828失活。Msmeg_1828是一种甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶(mannose-1-phosphate guanylyltransferase,Mpg)。Mpg是GDP-甘露糖生物合成所必需的酶,而GDP-甘露糖是包括脂阿拉伯甘露聚糖和磷脂酰肌醇甘露糖苷在内的多种关键细胞壁成分的前体。Adephagia gp48的晶体结构显示,其N端43个残基形成两个α螺旋,可强烈促进二聚体形成;C端27个残基呈无序状态,但据预测可通过半胱氨酸和组氨酸残基结合铁硫簇。Adephagia gp48可在体外抑制Mpg的鸟苷酰转移酶活性,并据预测能够阻断Mpg二聚体的形成。gp48的C端金属结合活性并非其产生毒性所必需,而无毒突变体的替换发生在参与二聚化的N端α螺旋中。对噬菌体而言,Mpg失活所带来的选择优势尚不明确,但这可能有助于其抵御竞争性噬菌体,因为后者需要依赖GDP-甘露糖衍生分子才能实现高效感染。

分枝杆菌噬菌体 Adephagia gp48 抑制宿主细胞壁生物合成必需酶甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶 | bioRxiv

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# 分枝杆菌噬菌体 Adephagia gp48 抑制宿主细胞壁生物合成必需酶甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶

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Michael J. Lauer,Krista G. Freeman,Danny Jiang,Jindanuch Maneekul,Andrew P. VanDemark,Graham F. Hatfull

DOI:

https://doi.org/10.64898/2026.09.16.752054

Michael J. Lauer¹

匹兹堡大学;

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Krista G. Freeman²

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Danny Jiang¹

匹兹堡大学;

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Jindanuch Maneekul³

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匹兹堡大学;

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Graham F. Hatfull⁴

美国匹兹堡大学,匹兹堡

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通讯作者:

gfh{at}pitt.edu

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噬菌体编码的蛋白质中,常有一部分对细菌宿主的生长具有强烈抑制作用;约有 10% 的分枝杆菌噬菌体编码蛋白具有这一特性。Adephagia 是一种 K1 簇分枝杆菌噬菌体。此前,通过克隆并表达 Adephagia 的 66 个非结构基因,在其中鉴定出 14 个基因:当其在耻垢分枝杆菌(*Mycobacterium smegmatis*)中表达时会产生毒性。其中一种表达蛋白 gp48 由 70 个氨基酸残基组成;当其在耻垢分枝杆菌和脓肿分枝杆菌(*Mycobacterium abscessus*)中表达时均表现出高度毒性,其作用机制是结合并灭活 Msmeg_1828 的功能。Msmeg_1828 编码甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶(mannose-1-phosphate guanylyltransferase,Mpg)。Mpg 是 GDP-甘露糖生物合成所必需的酶,而 GDP-甘露糖是包括脂阿拉伯甘露聚糖和磷脂酰肌醇甘露糖苷在内的多种关键细胞壁组分的前体。

Adephagia gp48 的晶体结构显示,其 N 端 43 个残基形成两个 α 螺旋,能够强烈促进二聚体形成;其 C 端 27 个残基处于无序状态,但据预测可通过半胱氨酸和组氨酸残基结合铁-硫簇。Adephagia gp48 可在体外抑制 Mpg 的鸟苷酰转移酶活性,并据预测能够阻断 Mpg 二聚体的形成。gp48 的 C 端金属结合活性并非产生毒性所必需;而无毒突变体则在参与二聚化的 N 端 α 螺旋中含有氨基酸替换。对噬菌体而言,使 Mpg 失活所带来的选择优势尚不明确,但这可能有助于抵御竞争性噬菌体,因为后者需要 GDP-甘露糖衍生分子才能实现高效感染。

## 利益冲突声明

## 资助者信息声明

美国国立卫生研究院,GM131729

美国国立卫生研究院,AI173544

霍华德·休斯医学研究所,GT17580

## 版权

版权持有人为该预印本的作者/资助方,其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

本文根据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议公开发布。

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发表于 2026 年 9 月 17 日。

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Michael J. Lauer,Krista G. Freeman,Danny Jiang,Jindanuch Maneekul,Andrew P. VanDemark,Graham F. Hatfull

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2026.09.16.752054;

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https://doi.org/10.64898/2026.09.16.752054

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Michael J. Lauer,Krista G. Freeman,Danny Jiang,Jindanuch Maneekul,Andrew P. VanDemark,Graham F. Hatfull

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2026.09.16.752054;

DOI:

https://doi.org/10.64898/2026.09.16.752054


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.16.752054v1?rss=1

🏷️ 分枝杆菌噬菌体 甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶 细菌细胞壁生物合成 噬菌体蛋白毒性 蛋白质二聚化抑制