- 3 次围观
自然界中的氧化还原环境由活性氧（ROS）、氧气可用性及金属离子化学共同塑造，并对细胞生理和存活产生深远影响。尽管已有大量研究阐明细胞抵御氧化损伤的方式，但细胞感知并应对环境氧化还原条件的机制仍未得到充分认识。在此，我们发现了一种此前未被认识到且广泛存在的氧化还原感知机制：沙门氏菌肠亚种鼠伤寒血清型（Salmonella enterica serovar Typhimurium）通过含趋化感受锌结合（CZB）结构域的受体 McpA 介导该机制。通过定量趋化实验和活细胞成像，我们发现，鼠伤寒沙门氏菌对中性粒细胞来源的氧化剂 HOCl 和氢过氧化物表现出强烈且具有浓度依赖性的趋化反应；在低浓度、具有生理相关性的条件下，细菌即会被吸引，而此时浓度尚未达到产生杀菌效应的水平。该反应依赖于 McpA 及其保守的锌结合半胱氨酸。不同于其他通过直接氧化机制发挥作用的 Cys-Zn 硫醇盐体系，我们发现，CZB 独特的 3His、1Cys 结合基序可响应氧化还原驱动的可溶性 Zn²⁺ 耗竭所引起的 Zn²⁺ 物种分布变化；这种耗竭是通过形成不溶性沉淀实现的。由此，CZB 将 Zn²⁺ 用作外源氧化还原电势的第二信使；相应地，细胞会趋向 Zn²⁺ 耗竭的环境，包括活性氧来源，也会趋向富氧环境，因为后者可带来代谢生长优势。CZB 结构域在系统发育中的广泛分布表明，这种 Zn²⁺ 响应机制可能是一种古老的氧化还原感知策略；它很可能在细菌演化早期、地球氧化还原条件变化之际形成，并在多样的细菌类群中保留下来。谱系。
Zn²⁺作为通过化学感知锌结合（CZB）蛋白结构域感知外源氧化还原电位的第二信使 | bioRxiv
跳转至主要内容
首页
关于
投稿
提醒 / RSS
搜索关键词
高级搜索
最新结果
通过化学感知锌结合（CZB）蛋白结构域感知外源氧化还原电位的第二信使 Zn²⁺
查看 ORCID 个人资料
Kailie Franco，
查看 ORCID 个人资料
Kendal Cooper，
Clara Hyunyoung Shin，
查看 ORCID 个人资料
Olivia Steele-Mortimer，
查看 ORCID 个人资料
Arden Baylink
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.07.03.735341
Kailie Franco
1
华盛顿州立大学；
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本站搜索该作者
Kailie Franco 的 ORCID 记录
Kendal Cooper
2
NIAID 落基山实验室
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本站搜索该作者
Kendal Cooper 的 ORCID 记录
Clara Hyunyoung Shin
1
华盛顿州立大学；
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本站搜索该作者
Olivia Steele-Mortimer
2
NIAID 落基山实验室
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本站搜索该作者
Olivia Steele-Mortimer 的 ORCID 记录
Arden Baylink
1
华盛顿州立大学；
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本站搜索该作者
Arden Baylink 的 ORCID 记录
通讯邮箱：
arden.baylink{at}wsu.edu
摘要
信息/历史
指标
PDF 预览
摘要
自然界中的氧化还原环境由活性氧（ROS）、氧气供应情况以及金属离子化学共同塑造，并对细胞生理和存活产生深远影响。尽管已有大量研究阐明了细胞如何抵御氧化应激……
……损伤；细胞感知并应对环境氧化还原条件的机制仍未得到充分阐明。在此，我们发现了一种此前未被认识到、广泛存在于鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella enterica serovar Typhimurium）中的氧化还原感知机制，该机制由含趋化感受锌结合（CZB）结构域的受体 McpA 介导。通过定量趋化实验和活细胞成像，我们发现，鼠伤寒沙门氏菌会以显著且依赖浓度的方式趋向中性粒细胞来源的氧化剂 HOCl 和氢过氧化物；在低浓度、具有生理相关性的条件下，细菌即表现出趋化吸引，而这些浓度低于产生杀菌效应的阈值。该反应需要 McpA 及其保守的锌结合半胱氨酸。与其他通过直接氧化机制发挥作用的 Cys-Zn 硫醇盐体系不同，我们发现，CZB 特有的 3His、1Cys 结合基序会响应氧化还原驱动的可溶性 Zn²⁺耗竭所引发的 Zn²⁺形态分布变化；可溶性 Zn²⁺的耗竭是通过形成不溶性沉淀实现的。因此，CZB 将 Zn²⁺用作外源氧化还原电势的次级信使。相应地，细胞会趋向 Zn²⁺耗竭的环境，包括活性氧（ROS）的来源；也会趋向富氧环境，因为这类环境可带来代谢生长优势。CZB 结构域广泛的系统发育分布与这种 Zn²⁺响应机制相一致，表明它可能是一种古老的氧化还原感知策略，很可能在细菌演化早期、地球氧化还原条件变化的背景下形成，并在多种细菌谱系中保留下来。
利益冲突声明
A.B. 持有 Amethyst Antimicrobials, LLC 的所有权。
版权
本预印本的版权持有者为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
该文可供……
依据 CC-BY 4.0 国际许可协议
返回顶部
上一篇
下一篇
发布于 2026 年 7 月 7 日。
下载 PDF
电子邮件
感谢您有意帮助传播 bioRxiv 的内容。
注意：我们仅要求提供您的电子邮件地址，以便确认您是本文的发送者。
您的电子邮件地址
*
您的姓名
*
发送至
*
请输入多个电子邮件地址，每行一个，或用逗号分隔。
您即将通过电子邮件发送以下内容
Zn²⁺ 作为第二信使：通过趋化感应锌结合（CZB）蛋白结构域感知外源氧化还原电势
邮件主题
（您的姓名）向您转发了 bioRxiv 上的一个页面
邮件正文
（您的姓名）认为您可能有兴趣查看 bioRxiv 网站上的这个页面。
您的个人留言
验证码
此问题用于确认您是真实访客，并防止自动垃圾信息提交。
分享
Zn²⁺ 作为第二信使：通过趋化感应锌结合（CZB）蛋白结构域感知外源氧化还原电势
Kailie Franco，
Kendal Cooper，
Clara Hyunyoung Shin，
Olivia Steele-Mortimer，
Arden Baylink
bioRxiv
2026.07.03.735341；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.07.03.735341
分享本文：
复制
引文工具
Zn²⁺ 作为第二信使：通过趋化感应锌结合（CZB）蛋白结构域感知外源氧化还原电势
Kailie Franco，
Kendal Cooper，
Clara Hyunyoung Shin，
Olivia Steele-Mortimer，
Arden Baylink
bioRxiv
2026.07.03.735341；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.07.03.735341
引文管理器格式
BibTeX
Bookends
EasyBib
EndNote（标签格式）
EndNote 8（xml）
Medlars
Mendeley
Papers
RefWorks Tagged
Ref Manager
RIS
Zotero
推文组件
Facebook 点赞
Google +1
主题领域
所有文章
动物行为与认知（7770）
生物化学（18124）
生物工程（14300）
生物信息学（42897）
生物物理学
(21870)
癌症生物学
(18783)
细胞生物学
(25758)
临床试验
(138)
发育生物学
(13473)
生态学
(20304)
流行病学
(2067)
进化生物学
(24772)
遗传学
(15805)
基因组学
(22892)
免疫学
(18112)
微生物学
(41164)
分子生物学
(17313)
神经科学
(90422)
古生物学
(679)
病理学
(2895)
药理学与毒理学
(4929)
生理学
(7841)
植物生物学
(15276)
科学传播与教育
(2061)
合成生物学
(4347)
系统生物学
(9885)
动物学
(2308)
关键词：趋化感受锌结合结构域 · 锌离子第二信使 · 氧化还原感知 · 沙门氏菌趋化 · 细菌环境适应
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.03.735341v1?rss=1