dUTPase 是核苷酸代谢中的必需酶，能够催化 dUTP 水解为 dUMP，从而防止尿嘧啶被有毒性地掺入 DNA 中。dUTPase 存在于生命的所有界域中，包括噬菌体，并在噬菌体中发挥多种功能以支持其增殖。噬菌体编码的 dUTPase 可降低细胞内 dUTP 水平，并为从头合成 dTTP 以及修饰核苷酸的合成提供前体，这对于避免基于 DNA 的噬菌体防御系统十分重要。在本研究中，我们聚焦于由 Mosigvirus 噬菌体 AV110 编码的二聚体 dUTPase Gp135，并考察了其对 AV110 宿主，即产生超广谱 β-内酰胺酶的大肠杆菌的生长、细胞形态、DNA 复制和细胞分裂的影响。我们观察到，Gp135 通过破坏 DNA 复制和细胞分裂，显著抑制了细胞生长。这导致细胞质出现空腔、细胞延长，并最终引发细胞死亡。进一步地，我们通过系统发育分析揭示了噬菌体编码的 dUTP/dCTPase 的多样性，鉴定出四个不同的簇：其中一个簇包含最常见的、形成三聚体的 dUTPase；另外两个分化程度更高的簇包含二聚体 dUTP/dCTPase；还有一个新的簇，由更多样化且尚未表征的 dUTPase 和 dNTPase 组成。总体而言，我们的研究结果突出了噬菌体编码的 dUTP/dCTPase 在进化和功能上的多样性，其中 Mosigvirus 噬菌体 AV110 的 dUTP/dCTPase 展示了这类酶在支持噬菌体增殖中的作用。
Mosigvirus AV110 中一种抑制生长的 dUTPase 会破坏大肠杆菌的细胞分裂和宿主生理 | bioRxiv
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Mosigvirus AV110 中一种抑制生长的 dUTPase 会破坏大肠杆菌的细胞分裂和宿主生理
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dUTPase 是核苷酸代谢中的关键酶，可催化 dUTP 水解为 dUMP，从而防止尿嘧啶被有害地掺入 DNA。dUTPase 存在于生命的所有领域中，包括噬菌体；在噬菌体中，它们发挥多种功能以支持噬菌体增殖。噬菌体编码的 dUTPase 可降低细胞内 dUTP 水平，并提供从头合成 dTTP 以及合成修饰核苷酸所需的前体，这些作用对于规避 DNA 介导的噬菌体防御系统至关重要。本研究聚焦于由 Mosigvirus 噬菌体 AV110 编码的二聚体 dUTPase Gp135，并考察其对 AV110 宿主——产超广谱 β-内酰胺酶的大肠杆菌——生长、细胞形态、DNA 复制和细胞分裂的影响。我们发现，Gp135 可通过扰乱 DNA 复制和细胞分裂显著抑制细菌生长，进而导致细胞质出现空泡、细胞伸长，最终引发细胞死亡。我们还通过系统发育分析进一步揭示了噬菌体编码的 dUTP/dCTPase 的多样性，并鉴定出四个不同的分支：一支由最常见的、形成三聚体的 dUTPase 构成；两支由亲缘关系较远的二聚体 dUTP/dCTPase 构成；另一支则是包含更多样且尚未表征的 dUTPase 和 dNTPase 的新分支。总之，我们的研究凸显了噬菌体编码的 dUTP/dCTPase 在进化和功能上的多样性，而 Mosigvirus 噬菌体 AV110 的 dUTP/dCTPase 则展示了这类酶在支持噬菌体增殖中的作用。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
基金信息
丹麦独立研究基金
，2035-00112B
鲁汶大学（KU Leuven），
，C16/20/001
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方，其已授权……
bioRxiv 获得永久展示该预印本的许可。
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Mosigvirus AV110 的一种抑制生长型 dUTPase 会扰乱大肠杆菌的细胞分裂和宿主生理状态
Saar S.F. Van Overfelt、Viktor Hundtofte Mebus、Jonathan R. Brewer、Rob Lavigne、Anders Nørgaard Sørensen、Lone Brøndsted
bioRxiv
2026.10.06.757002；
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Mosigvirus AV110 的一种抑制生长型 dUTPase 会扰乱大肠杆菌的细胞分裂和宿主生理状态
Saar S.F. Van Overfelt、Viktor Hundtofte Mebus、Jonathan R. Brewer、Rob Lavigne、Anders Nørgaard Sørensen、Lone Brøndsted
bioRxiv
2026.10.06.757002；
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关键词：噬菌体dUTPase · 核苷酸代谢 · 大肠杆菌细胞分裂 · DNA复制 · 噬菌体酶进化
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.06.757002v1?rss=1