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World File Search SystemGeobacter
硫还原地杆菌在环境相关浓度下对半胱氨酸相关硫醇化合物的代谢周转
已知低分子量 (LMM) 硫醇化合物对各种生物体的许多生物过程都很重要，但 LMM 硫醇在厌氧菌中的研究不足。在这项工作中，我们研究了模型铁还原细菌 Geobacter sulphurreducens 对具有与半胱氨酸相关化学结构的纳摩尔浓度 LMM 硫醇的产生和周转。我们的结果表明，G. sulphurreducens 根据细胞生长状态和外部条件严格控制硫醇的产生、排泄和细胞内浓度。内源性半胱氨酸的产生和细胞输出与 Fe(II) 的细胞外供应相结合，这表明半胱氨酸排泄可能在细胞向铁蛋白的运输中发挥作用。添加过量的外源性半胱氨酸导致细胞将半胱氨酸快速大量地转化为青霉胺。添加同位素标记的半胱氨酸的实验证实，青霉胺是由半胱氨酸 C-3 原子二甲基化形成的，而不是通过对半胱氨酸暴露的间接代谢反应形成的。这是首次报道该化合物的从头代谢合成。青霉胺的形成随着外部暴露于半胱氨酸而增加，但该化合物并未在细胞内积累，这可能表明它是 G. 硫还原菌维持半胱氨酸稳态的代谢策略的一部分。我们的研究结果强调并扩展了严格厌氧菌中介导半胱氨酸样 LMM 硫醇稳态的过程。青霉胺的形成尤其值得注意，这种化合物值得在微生物代谢研究中引起更多关注。
Geobacter OmcZ 细丝的结构表明细胞外细胞色素聚合物多次独立进化
摘要 虽然早期的基因和低分辨率结构观察表明，Geobacter 等金属还原生物的细胞外导电丝由 IV 型菌毛组成，但现在已经确定细菌 c 型细胞色素可以聚合形成能够进行长距离电子传输的细胞外丝。有两种这样的细胞色素丝具有原子结构，它们由六血红素细胞色素 OmcS 和四血红素细胞色素 OmcE 形成。由于中心 OmcS 和 OmcE 核心内的血红素包装高度保守，并且亚基之间血红素配位模式相同，因此有人认为这些聚合物具有共同的起源。我们现在使用低温电子显微镜 (cryo-EM) 来确定第三种细胞外丝的结构，它由 Geobacter sulphurreducens 八血红素细胞色素 OmcZ 形成。与来自同一生物体的 OmcS 和 OmcE 中的线性血红素链相比，OmcZ 中的血红素堆积、血红素：血红素角度和亚基间血红素配位截然不同。OmcZ 内的分支血红素排列导致每个亚基中血红素高度暴露在表面，这可能解释了导电生物膜网络的形成，并解释了 OmcZ 细丝测量到的更高电导率。这一新的结构证据表明，导电细胞色素聚合物不止一次独立地从不同的祖先多血红素蛋白中出现。