由于自然环境变化和人类活动的影响,微生物在其生存环境中经常面临盐度条件的频繁变化。为了应对高盐环境对细胞带来的不利影响,很多微生物都会通过“对外吸收”或“自主合成”的方式在细胞内积累具有优良水溶性和生物相容性的小分子化合物(称为相容物),来帮助其维持渗透平衡及生化机制的稳定运行。作为一种临时性物质,相容物在微生物体内积累水平与环境条件密切相关,其高效的合成与降解对微生物快速适应外界环境变化具有重要意义。
微生物制造工程中心长期聚焦微生物耐盐机制研究,深入揭示了蔗糖、甘油葡糖苷(简称GG)等相容物的代谢调控机理。近日,中心科研人员与天津科技大学学者合作,揭示了热点相容物GG(多种蓝藻合成,具备优良保湿能力)的一种新型微生物降解途径。
海杆菌是一类具有高盐适应能力的细菌,广泛分布于各类海洋、盐碱地等环境。作者在对一株海杆菌Marinobacter salinexigens ZYF650T的研究中发现,该菌株存在着与蓝藻类似的GG合成基因,但未见相关的降解途径,表明该菌可能存在完全不同的GG降解过程。深入分析发现,该菌中GG的降解由一个磷酸化酶GGP负责,其工作方式与蓝藻中已报到的GG直接水解方式完全不同。该酶通过顺序的磷酸解和水解反应,实现GG的降解。值得关注的是,高盐浓度对该酶活性具有明显的抑制作用,与对蓝藻中水解酶的抑制情况一致。这一结果说明,尽管不同微生物中GG降解的过程有所不同,但都采取了类似的调控方式。该项研究不仅揭示了一种新型微生物GG降解途径,还对于人们深入理解微生物高盐适应调控过程中的多样性和统一性问题提供了有益信息。该研究获得了国家自然科学基金、山东省自然科学基金项目支持,相关结果近日发表在《Applied Microbiology and Biotechnology》杂志。
原文信息:https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-024-13035-3
Lin Cheng, Zhichao Zhang, Daling Zhu*, Quan Luo*, Xuefeng Lu. Glucosylglycerol phosphorylase, a potential novel pathway of microbial glucosylglycerol catabolism. Applied microbiology and biotechnology. 2024, 108(1):214.
文/图:程淋、罗泉