蜡样芽孢杆菌SigB 调节因子Bc1009在非应激和热应激条件下的调控作用

蜡样芽孢杆菌是一种革兰氏阳性、会产生芽孢的食源性病原菌，广泛存在于环境中，并因其产生的催吐毒素和腹泻毒素而引起食物中毒。该菌的环境传播能力得益于其高度抗逆芽孢，而营养细胞通过激活一般应激反应（GSR）增强对各种胁迫条件的抵抗能力。在蜡样芽孢杆菌中，GSR 主要由替代 sigma 因子 B (SigB) 控制，通过 RsbKY 双组分系统感知环境和营养信号。尽管 SigB 的调控在不同温度和应激条件下已被广泛研究，但其潜在的调控机制和功能仍未完全明确。本研究通过蛋白质组学分析，探讨了 SigB 在蜡样芽孢杆菌中的调节作用，尤其是 Bc1009 蛋白在 RsbKY 诱导的 SigB 激活中的潜在影响，为进一步理解该菌在应激响应中的分子机制提供了新的见解。

蛋白质组学分析

研究发现，SigB 和 Bc1009 对蜡样芽孢杆菌在热休克后运动蛋白水平的调节有显著影响。进一步的比较组学分析表明，在 30℃ 下，即使在非应激条件下，SigB 和 Bc1009 也对 96 种蛋白质的基础水平具有依赖性，其中 72 种蛋白质在 WT 细胞中的水平高于突变体，而 24 种蛋白质在突变体中的水平高于 WT 细胞。值得注意的是，大约 50% 的在 30 ℃ 下差异表达的蛋白质在热应激条件下也表现出类似的调节模式，这表明这些蛋白质的调控与 SigB 和 Bc1009 密切相关。此外，研究还发现了新的 SigB 调节子成员，这些成员主要与细胞运动、信号转导、转录、氨基酸转运和代谢等相关。显著诱导的蛋白质包括多种与鞭毛、趋化性、孢子形成和脂质代谢相关的蛋白，表明 SigB 在调节细胞膜脂质组成和营养物质运输中可能具有额外作用。

Δbc1009 和 ΔsigB 突变体均表现出有缺陷的运动表型

基于蛋白质组学分析发现，许多运动/趋化蛋白在非应激和热应激 WT 细胞中都以更高的水平存在，随后进行了运动性实验。Δbc1009 和 ΔsigB 突变体均表现出缺陷的运动表型。基于观察结果，无论在非应激还是热应激条件下，与突变体相比，WT 细胞中的运动/趋化蛋白水平更高。在 30 °C 时，ΔflgG 突变体（阳性对照）的菌落直径最小，其次是 Δbc1009 和 ΔsigB，WT 细胞显示出最高的运动性。在 42 °C 热休克后，ΔflgG 突变体仍表现出最小的运动性，而 ΔsigB 和 Δbc1009 突变体表现出中等运动性，WT 细胞再次显示出最高的运动性。结果表明，SigB 在非热应激和热应激条件下诱导的运动性依赖于 Bc1009 的功能。

创新点

揭示了蜡样芽孢杆菌中一类新的 SigB 调节子成员，并首次提供了证据表明 Hpr 样磷酸载体蛋白 Bc1009 控制了 SigB 亚调节子的表达。

揭示了Bc1009这种亚调节子成员在抗热应激和细胞运动方面发挥作用。

提出了 RsbKY 系统可能在应激压力条件下通过 Bc1009 调控 SigB 的作用。

参考来源：https://bmcmicrobiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12866-023-02783-3