糖皮质激素地塞米松通过靶向丝状体帽蛋白 FliD 影响硫酸盐还原菌 Desulfovibrio desulfuricans 的运动能力

由 root 提交于 周四, 10/15/2026 - 06:51
摘要

地塞米松(DXE)等糖皮质激素是治疗炎症性肠病(IBD)的一线药物。IBD患者肠道中硫酸盐还原菌脱硫弧菌属(Desulfovibrio)的定植水平也会升高。本研究表明,DXE可通过不依赖代谢的机制调节肠道共生菌脱硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)的运动性。为鉴定细菌靶标,我们开发了一种源自DXE的化学探针,并进行了基于亲和力的蛋白质分析,结果显示鞭毛帽蛋白FliD(Ddes_0530)是其主要结合蛋白。使用AlphaFold3和Boltz2进行结构建模后,预测DXE可结合于FliD C端结构域的一个保守沟槽内。此外,Desulfovibrio鞭毛尖端可被TAMRA-DXE荧光标记,而大肠杆菌(Escherichia coli)的鞭毛尖端则不能;TAMRA-去甲睾酮也无法实现该标记。这提示DXE在原位可特异性结合Ddes_0530。作为这一相互作用的结果,透射电子显微镜观察显示,DXE处理使一部分脱硫弧菌细胞无法形成鞭毛,并分别缩短了D. desulfuricans ATCC 27774和CCUG 72978菌株的鞭毛长度。定量运动追踪显示,DXE以非单调、剂量依赖的方式调节游动速度,在10 M DXE时刺激作用达到峰值,同时运动轨迹更趋直线,净位移增大。综上,这些发现揭示了DXE此前未被认识的一种作用方式:它可直接干扰IBD患者肠道微生物群重要成员的鞭毛生物发生与运动性。

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糖皮质激素地塞米松通过靶向丝状体端帽蛋白 FliD 影响硫酸盐还原菌脱硫弧菌的运动能力

Elena Fajardo-Ruiz、Emanuel Kring、Dominik Schum、Sophie Brameyer、Robin Kretschmer、Tao Wang、Joshua Hesse、Isabella Gantner、Emma Weissert、Lisa Goebner、Lucas Milles、Tobias Gulder、Stephan Sieber、Kirsten Jung(查看 ORCID 个人资料)

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.07.05.734484

Elena Fajardo-Ruiz¹

慕尼黑大学(LMU Munich);

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Emanuel Kring²

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Dominik Schum²

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Sophie Brameyer¹

慕尼黑大学(LMU Munich);

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Robin Kretschmer²

慕尼黑工业大学(TU Munich);

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Tao Wang²

慕尼黑工业大学(TU Munich);

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Joshua Hesse³

慕尼黑工业大学(Technical University of Munich);

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Isabella Gantner¹

慕尼黑大学(LMU Munich);

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Emma Weissert⁴

马普学会马丁斯里德研究所(MPG Martinsried);

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Lisa Goebner

5

萨尔大学;

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Lucas Milles

4

马克斯·普朗克学会马丁斯里德分部;

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Tobias Gulder

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Stephan Sieber

2

慕尼黑工业大学;

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Kirsten Jung

6

慕尼黑路德维希-马克西米利安大学

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通讯作者:

jung{at}lmu.de

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糖皮质激素(如地塞米松,DXE)是炎症性肠病(IBD)的一线治疗药物。IBD 患者的肠道中硫酸盐还原菌属 *Desulfovibrio* 的定植也有所增加。在本研究中,我们发现,DXE 通过一种与代谢无关的机制调节肠道共生菌 *Desulfovibrio desulfuricans* 的运动性。为鉴定细菌靶标,我们开发了一种由 DXE 衍生的化学探针,并开展了基于亲和力的蛋白质谱分析,结果显示鞭毛帽蛋白 FliD(Ddes_0530)是其主要结合伙伴。利用 AlphaFold3 和 Boltz2 进行结构建模预测表明,DXE 可结合于 FliD C 端结构域内一个保守的沟槽。此外,*Desulfovibrio* 的鞭毛顶端可以用 TAMRA-DXE 进行荧光标记,而 *Escherichia coli* 的鞭毛顶端则不能;TAMRA-去甲睾酮也无法实现这种标记。这些结果提示,DXE 可特异性结合于】【。

Ddes_0530 原位。作为这种相互作用的结果,透射电子显微镜显示,DXE 处理可抑制一部分菌群形成鞭毛,并分别缩短脱硫弧菌(D. desulfuricans)ATCC 27774 和 CCUG 72978 菌株的鞭毛长度。定量运动追踪显示,DXE 对游动速度具有非单调的剂量依赖性调节作用,在 10 μM DXE 时刺激作用最强,同时运动轨迹更加笔直,净位移也有所增加。综上,这些发现揭示了 DXE 一种此前未被认识的作用方式:它可直接扰动炎症性肠病(IBD)患者肠道微生物群重要成员的鞭毛生物发生和运动能力。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

基金资助信息

德国研究联合会(Deutsche Forschungsgemeinschaft),

https://ror.org/018mejw64,395357507,EXC3092/1-533751719

版权

本预印本的版权归作者/资助方所有;其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议提供。

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发布于 2026 年 7 月 7 日。

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Elena Fajardo-Ruiz、Emanuel Kring、Dominik Schum、Sophie Brameyer、Robin Kretschmer、Tao Wang、Joshua Hesse、Isabella Gantner、Emma Weissert、Lisa Goebner、Lucas Milles、Tobias Gulder、Stephan Sieber、Kirsten Jung

bioRxiv

2026.07.05.734484;

doi:https://doi.org/10.64898/2026.07.05.734484

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糖皮质激素地塞米松通过靶向丝状体帽蛋白 FliD 影响硫酸盐还原菌 *Desulfovibrio desulfuricans* 的运动能力

Elena Fajardo-Ruiz、Emanuel Kring、Dominik Schum、Sophie Brameyer、Robin Kretschmer、Tao Wang、Joshua Hesse、Isabella Gantner、Emma Weissert、Lisa Goebner、Lucas Milles、Tobias Gulder、Stephan Sieber、Kirsten Jung

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2026.07.05.734484;

doi:https://doi.org/10.64898/2026.07.05.734484

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关键词:地塞米松 · 硫酸盐还原菌 · FliD鞭毛帽蛋白 · 鞭毛生物发生 · 细菌运动性

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.05.734484v1?rss=1