探索硫化氢在大肠杆菌铁吸收基因表达中的作用

抗生素耐药性和氧化应激反应是帮助细菌繁殖的重要生物机制，尤其是大肠杆菌等病原菌。硫化氢（H₂S) 是一种化学信使分子，调节细菌的多种细胞内活动，例如对氧化应激和抗生素的反应。

细胞内 H 触发铁摄取增加₂已在致病菌霍乱弧菌中发现 S 水平，有助于其氧化应激反应。然而，H 背后的精确机制₂大肠杆菌的 S 依赖性细胞反应仍不清楚。

日本东京工业大学生命科学与技术系增田伸二教授领导的研究小组试图揭示细胞内 H 之间的潜在机制和关系。₂大肠杆菌中硫和铁的吸收。他们利用了过度表达 mstA 的基因操纵野生型 (WT) 大肠杆菌菌株，该菌株编码负责产生 H 的 3-巯基丙酮酸硫转移酶。₂S。

此外，他们采用先进的基因测序技术和测定法来识别响应 H 的铁吸收总体调节所涉及的分子途径。₂可用性。他们的研究结果发表在姆比奥杂志。

Masuda 在分享本研究背后的动机和基本原理时表示：“我们的研究小组之前已经鉴定并表征了 H 型砷抑制因子₂紫色光合细菌荚膜红杆菌中的 S-/超硫化物响应转录因子 SqrR，其中 SqrR 受调节响应H₂可用性。

“YgaV 是大肠杆菌中的 SqrR 同源物，据报道，它可以在没有细胞外硫化物的情况下抑制厌氧呼吸基因的转录。这促使我们的团队进一步研究细胞内 H 之间的关系。₂S、YgaV 依赖性转录和大肠杆菌中的铁吸收。”

最初，研究人员观察到过表达 mstA 的 WT 菌株产生了细胞内 H 水平升高。₂S 导致显着更高。随后，他们进行了RNA测序分析，发现某些基因因H的过量产生而上调。₂他们注意到 tcyP 的基因转录水平增加了 10 倍，tcyP 编码 L-半胱氨酸（一种含硫氨基酸）转运蛋白。

此外，他们发现半胱氨酰-tRNA合酶基因尤其上调，该基因催化具有自联硫原子的超硫化物分子的合成。超硫化物可以直接使 β-内酰胺类抗生素失活，并导致 mstA 过度表达的大肠杆菌产生整体抗生素耐药性。

此外，在过表达 mstA 的 WT 菌株中，与抗生素外排泵相关的基因上调，二肽/血红素转运蛋白基因下调，这表明 H 的影响。₂S 对铁吸收的超积累。

此外，研究人员还证实了 YgaV（一种 H）的作用。₂S-/超硫化物响应转录因子，在大肠杆菌中上调铁摄取基因。通过利用大肠杆菌的 ΔygaV 突变株（其中 ygaV 不表达但 mstA 过表达），他们发现铁吸收基因（即 fes、fepA、fhuE、fhuF、nfeF 和 cirA）的表达依赖于YgaV，而这又依赖于细胞内的 H₂S级。

“我们的研究提供了宝贵的见解大肠杆菌的摄取动力学并证实了 H 的作用₂S 依赖性 YgaV 调节整体反应和抗生素耐药性，”Masuda 总结道。