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拟杆菌门在人类肠道微生物群中的生态优势源于其代谢多样化膳食来源和宿主来源聚糖的卓越能力。这种能力依赖于表面暴露脂蛋白（surface-exposed lipoproteins，SLPs）；这些脂蛋白定位于细菌表面，并被选择性地装载至外膜囊泡（outer membrane vesicles，OMVs）中。尽管SLP输出与OMV生物发生过程紧密耦联，但连接这两个过程的机制一直未知。在此，我们鉴定出LptZ这一此前未被表征的蛋白，揭示其是连接SLP表面转运与OMV生物发生的关键因子。对lptZ突变体进行冷冻电子断层成像发现，外膜上系留着成串的囊泡，呈现了OMV形成过程中一个少见的停滞阶段，在该阶段囊泡裂变受到阻碍。蛋白质组学分析进一步表明，在缺失LptZ的情况下，一部分SLP无法到达细胞表面，而是在内膜处发生积累。出乎意料的是，LptZ可与脂多糖转运（lipopolysaccharide transport，Lpt）机制相结合，并重新调配该机制以介导SLP转运。交联实验揭示了多个SLP与Lpt蛋白之间的选择性结合，为Lpt机制直接参与SLP运输提供了机制学证据。我们进一步发现，拟杆菌属的Lpt机制包含此前未被认识的组分，表明与经典Lpt系统相比，其具有出人意料的高度特化性。综上，我们的研究揭示了一条此前未知的蛋白质输出途径，拓展了Lpt机制的功能范围，并确立了拟杆菌门中SLP转运与OMV生物发生之间的直接机制联系。
拟杆菌门（Bacteroidota）在人类肠道微生物群中的生态优势源于其代谢多种膳食来源和宿主来源聚糖的卓越能力。这种能力依赖于表面暴露脂蛋白（surface-exposed lipoproteins，SLPs）；这些脂蛋白呈递于细菌表面，并被选择性地装载到外膜囊泡（outer membrane vesicles，OMVs）中。尽管SLP输出与OMV生物发生密切耦联，但连接这两个过程的机制一直未知。在此，我们鉴定出LptZ这一此前未被表征的蛋白，其作为SLP表面转运与OMV生物发生之间的关键连接因子。对lptZ突变体进行冷冻电子断层成像显示，外膜上连接着成串的囊泡，为我们提供了OMV形成受阻阶段的罕见图像；在这一阶段，囊泡裂变受到损害。蛋白质组学分析进一步表明，在缺失LptZ的情况下，一部分SLP无法到达细胞表面，而是在内膜处积累。出乎意料的是，LptZ可与脂多糖转运（lipopolysaccharide transport，Lpt）机制复合体结合，并重新利用该机制实现SLP转运。交联实验揭示了多个SLP与Lpt蛋白之间的选择性关联，为Lpt机制直接参与SLP转运提供了机制性证据。我们进一步证明，拟杆菌属的Lpt机制包含此前未被认识的组分，表明与经典Lpt系统相比，其具有出人意料的高度特化性。综上，我们的研究揭示了一条此前未知的蛋白质输出通路，拓展了Lpt机制的功能作用，并确立了拟杆菌门中SLP转运与OMV生物发生之间的直接机制联系。
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🏷️ Lpt通路 表面脂蛋白转运 外膜囊泡生物发生 拟杆菌门 脂多糖转运 冷冻电子断层成像