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| 中國海洋大學(xué)在海洋細(xì)菌驅(qū)動有機磷循環(huán)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展 |
| http://m.gangguanzhidu.com 2025年12月15日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院、海洋生物多樣性與進(jìn)化教育部重點實驗室、深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心張玉忠教授團隊與英國伯明翰大學(xué)陳銀教授等合作，在PNAS（《美國科學(xué)院院刊》）雜志發(fā)表題為“Structural
basis and evolutionary pathways of glycerol-1-phosphate
transport in marine bacteria”（海洋細(xì)菌轉(zhuǎn)運甘油-1-磷酸的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及其進(jìn)化路徑）的研究成果。
細(xì)胞膜對維持細(xì)胞的完整性和功能具有重要作用。細(xì)菌和真核生物的細(xì)胞膜由脂肪酸和甘油-3-磷酸（G3P）骨架通過酯鍵連接而成，而古菌由類異戊二烯鏈通過醚鍵與甘油-1-磷酸（G1P）相連。古菌在全球海洋的碳和氮生物地球化學(xué)循環(huán)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而海洋環(huán)境中古菌膜脂G1P如何被利用還尚不清楚。
本研究從海洋細(xì)菌中鑒定出一種G1P轉(zhuǎn)運蛋白，將其命名為GpxB。系統(tǒng)發(fā)育分析表明，GpxB屬于有機膦酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白（PhnT）家族，并廣泛分布于海洋微生物中，表層海水中約5%至10%的微生物均含有GpxB。此外，本研究還在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了另一種已知可轉(zhuǎn)運G3P的G1P轉(zhuǎn)運蛋白UgpB，該蛋白屬于碳水化合物攝取轉(zhuǎn)運蛋白（CUT1）家族。為了探究PhnT和CUT1家族中G1P結(jié)合位點形成的進(jìn)化路徑，解析了GpxB和UgpB及其與G1P和G3P復(fù)合物的結(jié)構(gòu)（圖1）。通過結(jié)構(gòu)和生化分析，揭示了PhnT與CUT1家族中G1P結(jié)合位點獨立的進(jìn)化路徑。本研究為海洋磷循環(huán)提供了新的見解。
圖1. GpxB-G1P（A）和UgpB-G1P（B）的整體結(jié)構(gòu)
張玉忠教授領(lǐng)銜的研究團隊長期從事海洋微生物學(xué)與微生物海洋學(xué)研究，近年來在海洋微生物驅(qū)動的碳、氮、磷、硫元素循環(huán)領(lǐng)域取得了系列研究成果。本次在PNAS上發(fā)表的研究成果是該團隊在海洋微生物學(xué)與微生物海洋學(xué)研究領(lǐng)域取得的又一重要研究進(jìn)展。
中國海洋大學(xué)為該研究成果的第一完成單位和通訊作者單位，海洋生命學(xué)院王寧副教授、李春陽教授、英國華威大學(xué)Linda M. Westermann博士和李銘鈺博士為共同第一作者，海洋生命學(xué)院張玉忠教授、英國華威大學(xué)David J. Scanlan教授和英國伯明翰大學(xué)陳銀教授為該論文的共同通訊作者。本研究由中國海洋大學(xué)、英國伯明翰大學(xué)、英國華威大學(xué)、山東大學(xué)等單位合作完成。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目、泰山學(xué)者攀登計劃等項目的資助。
文：李春陽
文章鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2524546122
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