合成生物催化剂,摘译自:https://www.nature.com/articles/s41564-022-01109-9 


  蛋白水解型梭菌可以氨基酸和肽为唯一能源进行生长,如产孢梭菌通过Stickland反应(即将一种氨基酸的氧化与另一种氨基酸的还原耦合)来获取能量。Stickland反应中氧化代谢通过底物水平的磷酸化产生ATP,而还原代谢常被认为用于平衡细胞内的氧化还原。然而,来自斯坦福大学的Dylan Dodd课题组发现Stickland反应中还原代谢也可产生ATP,相关研究发表在近期的Nature Microbiology杂志上:Clostridium sporogenes uses reductive Stickland metabolism in the gut to generate ATP and produce circulating metabolites。
  在本工作中,研究人员首先使用代谢组学,发现在体外生长过程中,产孢梭菌产生十五种代谢物,其中十三种存在于产孢梭菌定殖小鼠的肠道中。然后通过同位素示踪法发现其中四种化合物是还原性Stickland反应的代谢物,它们可在小鼠的血液中循环,并且在健康人的血浆中也能检测到。之后通过体外实验表明还原性Stickland反应与ATP形成有关,而不仅仅是氧化还原平衡。保守的Rnf复合物是能量转导的关键位点,因此作者接下来构建了Rnf突变体,发现Rnf突变体表现出异常的氨基酸代谢,并且在小鼠肠道中的生长减弱,证明了Rnf复合物在Stickland代谢和肠道定植中的作用。
  综上,作者证明了产孢梭菌中还原性Stickland反应也可产生ATP,并证明Rnf复合物是影响氨基酸代谢的主要因素。
(李琦 摘译)
 

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