肠道沙门菌鼠伤寒血清型LT2通过一种需要辅酶B的途径降解1,2-丙二醇12，腺苷钴胺（AdoCbl）(29). 一些证据表明，这一过程对沙门氏菌生活方式。1,2-丙二醇由常见植物糖鼠李糖和岩藻糖发酵产生(31,34). 在肠细胞的糖复合物中也发现了岩藻糖，它参与宿主-蛋白酶的相互作用(12). 体内表达技术表明1,2-丙二醇的利用(个人数字单元)基因可能对宿主组织的生长很重要，对小鼠的竞争指数研究表明个人数字单元突变导致毒力缺陷(14,25). 这个个人数字单元基因是连续的，并与钴胺素共同调控(圆面包)（B）12)生物合成基因，表明丙二醇分解代谢是新生B的主要原因12合成肠炎沙门氏菌(2,8,37,41). 如果其中包括圆面包基因，肠球菌保留了40到50个主要用于丙二醇转化的基因。此外，几乎所有的天然分离物沙门氏菌测试合成B12从头开始和降解的丙二醇(30). 以下方面沙门氏菌最近对生物学进行了综述(40)。
研究了1,2-丙二醇的降解途径(34,54). 它通过依赖AdoCbl的二醇脱水酶将1,2-丙二醇转化为丙醛开始(1). 随后，丙醛被分解为丙酸和丙醇，可能是通过辅酶A（CoA）依赖的醛脱氢酶、磷酸转酰酶、丙酸激酶和醇脱氢酶。该途径提供ATP、电子库和碳化合物的来源，可通过已知途径转移到中枢代谢(27,56). 此外，肠球菌以四硫酸氢钠为末端电子受体进行1,2-丙二醇的厌氧呼吸(9). 然而，更常见的厌氧电子受体硝酸盐、富马酸盐、三甲胺不支持1,2-丙二醇呼吸-N个-氧化物（TMAO）或二甲基亚砜（DMSO）(9)。
1,2-丙二醇降解所需的基因在个人数字单元在第44号染色体上的位点肠球菌染色体(29). 该轨迹包括pocR公司和pduF型基因，以及相邻和差异转录的基因个人数字单元操纵子(10,13). 这个pocR公司和pduF型基因分别编码正转录调节蛋白和1,2-丙二醇扩散促进剂(10,13,37). 这个个人数字单元操纵子估计包括大约20个基因(9). 到目前为止确定的是pduABCDEGHJ(10,13,58). 这个个人数据单位和pduB型基因编码羧化体外壳蛋白的近亲和远亲(13). 这个pduCDE基因编码AdoCbl依赖性二醇脱水酶pduG公司该基因编码一种推定的钴胺素腺苷转移酶(10,58). 这个pduHJ公司基因是通过基因测试鉴定出来的，但它们的DNA序列和具体功能尚不清楚(58). 的DNA序列pocR公司,pduF型、和pduABCDE基因和一部分pduG公司基因被确定，对这些序列的分析表明个人数字单元该位点是通过水平基因转移获得的(10,13,41). The regulation of the个人数字单元操纵子也被研究过。它与相邻的圆面包操纵子对1,2-丙二醇的反应，其诱导受环腺苷酸水平、细胞氧化还原状态、铁、镁、pH值以及生长期的影响(2,8,25,37——39). 此外，最近的电子显微镜（EM）研究表明肠球菌在1,2-丙二醇上厌氧生长时，形成大小和外观与羧化酶体相似的多面体(46). 然而，这些多面体的组成及其在1,2-丙二醇降解中的作用尚未得到研究。
这里是完整的DNA序列个人数字单元介绍了操纵子及其分析。此外，结果表明多面体参与了依赖于AdoCbl的1,2-丙二醇降解。辅酶B结合的第一证据12-本文提出了具有多面体细胞器的依赖酶，我们认为这些细胞器由包裹在与羧化酶体外壳相关的蛋白质外壳内的AdoCbl-依赖性二醇脱水酶（可能还有其他蛋白质）组成。这些不寻常细胞器的具体功能尚未确定，但讨论了一些可能性。
材料和方法
化学品和试剂。
富马酸、四硫酸氢钠、维生素B12、硫酸镁4，氯化钙2·2小时2O、 纳2SeO公司4，二氧化锰4·H（H）2O、 FeSO公司4·7小时2O、 和碳酸钠来自密苏里州圣路易斯Sigma Chemical Company。甲醛(第页,秒)1,2-丙二醇，丙酮酸，钠2哞4·2小时2O、 和氯化钴2来自宾夕法尼亚州匹兹堡的Fisher Scientific。戊二醛来自马里兰州罗克维尔的Tousimis。乙酸铀酰来自宾夕法尼亚州华盛顿堡的E.M.Scientific。四氧化锇和LR白色树脂来自加利福尼亚州雷丁的Ted Pella，Inc.。酵母提取物和Luria Bertani（LB）肉汤来自密歇根州底特律的Difco Laboratories。奶粉来自雀巢，加利福尼亚州格伦代尔。
菌种、培养基和生长条件。
本研究中使用的细菌菌株是肠球菌伤寒血清型LT2鼠伤寒沙门氏菌LT2（表). 使用的最小培养基为NCE(6,57)添加0.01%酵母提取物和DB矿物质，其中包含4.5μM CaCl2，2μM钠2哞4，2μM钠2SeO公司4，2μM二氧化锰4，2μM硫酸亚铁4和5μM CoCl2LB培养基是使用的富培养基(32). 1,2-丙二醇的用量为82 mM，硫代四氢盐的用量为10 mM，丙酮酸的用量为40 mM，富马酸的用量是20 mM，维生素B12在0.15μM下使用（CN-Cbl）。将培养物在37°C的5 ml最小培养基中生长约24 h，添加适当的生长基质，并接种0.1 ml在37°C.下生长约16 h的富培养基培养物。
表1
| 应变一 | 基因型 |
|---|
| RT818型 | pdu-8型::亩数字助理 |
| RT822型 | pdu-12型::亩数字助理 |
| BE22 | 钴D24::亩dJ公司 |
| BE25标准 | pdu-12型::亩dJ公司 |
| 商务英语26 | 小屋+加仑542亩HP1型(亩C类ts62型hP1-1）/pEG5005 |
| 商务英语27 | pdu-12型::亩dA/pEM55型 |
| 商务英语28 | pdu-12型::亩dA/pTA417型 |
| 商务英语43 | cbiA-700型：：凸轮第页 |
| TT18117型 | 1077年12月(金属E)ara-9戴尔1715[(钴D24)*亩dJ公司*(玉米3666)] |
克隆和DNA测序。
两个个人数字单元克隆EM55和TA417被用作模板来完成个人数字单元操纵子。这些是通过筛选克隆获得的，克隆补充了个人数字单元突变如下。安肠球菌利用菌株BE26（载体pEG5005）和Groisman和Casadaban的体内克隆方法制备基因文库(24). 通过使用P22HT105/1从该文库制备转导裂解物整数-201和细胞在30°C下生长在补充了0.2%葡萄糖和0.02%半乳糖的LB培养基上(18,43). 质粒克隆转移至肠球菌RT822型(pdu-12型::亩dA）通过在30°C下进行的所有培养进行转导。选择卡那霉素抗性，并筛选其在MacConkey–1,2-丙二醇–B上的Pdu表型转导子12指示介质(29). 红色表示与pdu-12型::亩质粒克隆的dA突变。该程序执行了两次。筛选出约5000个含有质粒的转导子，并鉴定出两个互补克隆pTA417和pEM55。
使用Qiagen tip 100柱从含有质粒pTA417和pEM55的菌株中纯化质粒DNA（加利福尼亚州查茨沃斯市Qiangen公司）。纯化的DNA被用作模板以获得新的个人数字单元通过引物行走进行DNA序列测定。DNA测序由佛罗里达大学生物技术研究跨学科中心DNA测序核心设施使用Applied Biosystems，Inc.自动化测序设备（康涅狄格州诺沃克市佩金-埃尔默）进行。
DNA序列分析。
采用了多个DNA序列分析程序，除另有说明外，使用了默认参数。基因通过使用Genemark软件和鼠伤寒沙门氏菌已选择物种选项(11). 使用BlastP和Ψ-Blast软件在国家生物技术信息中心（NCBI）的非冗余（nr）数据库中搜索与由个人数字单元基因(4,5). ProDom用于同源蛋白结构域的鉴定(15). ClustalW和Blast2用于序列比对(4,50). 使用Felsenstein的PHYLIP包构建系统发生树(21). 如前所述，对密码子使用偏差和G+C组成进行了分析(45). 编辑后的多序列比对如下：只要一个或多个序列中存在间隙字符，该比对区域就会被删除。此外，路线末端的悬挑也被删除。这个编辑过程删除了非同源蛋白区域，通常可以改进系统发育比较(19)。
相对长度单位。
采用了两种固定方案。在标准方案中，在室温下将细胞固定在2%戊二醛和0.1 M二羧酸钠缓冲液（pH 7.2）中30分钟，然后在相同缓冲液中的1%四氧化锇中4°C下固定1小时。然后将样品通过分级乙醇系列脱水，然后用无水丙酮将其包埋在Spurr的低粘度树脂中。修改后的方案的不同之处在于，在乙醇脱水过程中，样品在室温下放置在含有1%乙酸铀酰的75%乙醇中过夜；这种修改给多面体带来了额外的对比。
标本在LKB Nova或RMC MT-6000-XL超薄切片机上进行薄片切片，收集在Formvar涂层铜网格上，用柠檬酸铅进行后染色，并用蔡司EM-10CA透射电子显微镜进行观察和拍照。
为了对二醇脱水酶进行免疫金定位，将细胞固定在0.5%戊二醛–4%甲醛的冰上20分钟(三). 然后将其在一系列分级乙醇中脱水，得到无水乙醇。将样品包埋在LR White树脂中，并在50°C下聚合5天(三). 将薄片放置在Formvar涂层镍网格上，在pH 7.2的磷酸盐缓冲盐水（PBS）中的1%奶粉中封闭20分钟，并在4°C的温度下，在兔抗二醇脱水酶多克隆抗体上漂浮过夜催产克雷伯菌用PBS稀释1:1000。在高盐Tris-Tween缓冲液上洗涤后(三)将与12-nm-粒径胶体金结合的山羊抗兔抗体（宾夕法尼亚州西格罗夫Jackson ImmunoResearch Laboratories，Inc.）漂浮1 h。用缓冲液和去离子水清洗样品，然后用0.5%醋酸铀酰和柠檬酸铅对切片进行后染色。
核苷酸序列登录号。
此处报告的序列被指定为GenBank登录号af026270。
结果
的克隆和测序个人数字单元DNA。
需要质粒pTA417和pEM55来完成个人数字单元操纵子（参见材料和方法）。质粒pTA417用于测定个人数字单元DNA序列通过bp 18781，质粒pEM55用于完成个人数字单元操纵子（bp 19215）。确定了两条链的DNA序列，并通过使用不同引物进行额外的测序反应来解决所有歧义。之前未报告的总长度为11624 bp个人数字单元DNA序列测定。
的标识个人数字单元基因。
以前未报告的分析个人数字单元使用GeneMark软件的DNA序列可以识别16个假设基因，pduGHJKLMNOPQSTUVWX公司. ThepduG公司序列完成了先前报告的部分开放读帧（ORF），ORF1(10). 此外，还研究了所提出的密码子适应指数和每个密码子位置的G+C含量个人数字单元基因与表达序列一致（表)。
表2
密码子使用偏差和G+C含量肠球菌pdu EGHJKLMNOPQSTUVWX编码区域
| ORF公司 | 计算机辅助教学一 | %G+C含量b条 | %按职位划分的G+C内容c（c）
|
|---|
| 第一 | 第二 | 第三 |
|---|
| pduA公司 | 0.297 | 53 | 67 | 41 | 52 |
| pduB型 | 0.131 | 60 | 63 | 48 | 70 |
| 个人数据单元 | 0.463 | 57 | 61 | 41 | 69 |
| pduD（pduD） | 0.372 | 57 | 63 | 42 | 66 |
| pduE公司 | 0.432 | 56 | 63 | 43 | 63 |
| pduG公司 | 0.332 | 60 | 71 | 44 | 64 |
| pduH型 | 0.280 | 58 | 68 | 42 | 63 |
| pduJ公司 | 0.421 | 56 | 69 | 44 | 57 |
| pduK（普杜克） | 0.309 | 56 | 64 | 48 | 58 |
| pduL（pduL） | 0.290 | 60 | 70 | 42 | 69 |
| pduM（pduM） | 0.367 | 62 | 73 | 41 | 71 |
| pduN公司 | 0.213 | 62 | 68 | 50 | 68 |
| 脉冲多普勒振荡器 | 0.344 | 62 | 66 | 49 | 69 |
| pduP公司 | 0.386 | 59 | 59 | 46 | 71 |
| 偏微分uQ | 0.349 | 60 | 63 | 45 | 73 |
| pdu系统 | 0.316 | 62 | 70 | 46 | 69 |
| 个人数据终端 | 0.302 | 59 | 61 | 43 | 72 |
| 个人数据单元 | 0.316 | 56 | 57 | 44 | 67 |
| pduV型 | 0.318 | 58 | 57 | 46 | 71 |
| pduW公司 | 0.276 | 53 | 60 | 41 | 58 |
| 个人数据uX | 0.264 | 56 | 60 | 45 | 63 |
| 圆面包操纵子 | | 56 | 63 | 44 | 61 |
| 的典型基因肠球菌 | 0.2–0.8 | 54 | 58 | 44 | 58 |
这个肠球菌pdu在厘质体44上的位点现在包括23个基因，pocR公司,pduF型、和pdu EGHJKLMNOPQSTUVWX埃及JKLMONPQSTUMVWX。我们建议个人数字单元操纵子终止于bp 19215，操纵子的末端基因是个人数据uX. Seventy-eight base pairs downstream of the个人数据uX基因是反向转录的长ORF的末端。它与大肠杆菌功能未知的基因，是的X然而，实验证据表明pduX公司基因是个人数字单元尚未获得操纵子。
除了一个例外个人数字单元以前通过基因测试确定但DNA序列未知的基因可以与个人数字单元这里发现的基因。这个pduG公司互补分析表明，这里和以前鉴定的基因是相同的(7). 之前确定的pduH型基因代表了个人数字单元由删除端点标识的操作子(58)，因此可以对应于pduH型在这里鉴定出的基因。然而pduJ公司先前确定的基因与pduJ公司在这里识别出的基因，以及这种可能缺乏对应关系的情况，需要在未来加以解决。
以前未发表的分析个人数字单元DNA序列支持先前的工作，表明肠球菌收购了个人数字单元轨迹和相邻圆面包单一水平基因转移的操纵子(10,30,41). 这里识别出的16个假定编码序列的G+C含量平均约为59%，显著高于本地的典型平均54%肠球菌编码顺序（表). 此外，第一、第二和第三密码子位置的G+C含量与天然密码子位置不同肠球菌编码序列。另一方面个人数字单元基因与相邻基因相似圆面包有大量证据表明水平基因转移的基因(41)。
序列类似于PduGHJKLMNOPQSTUVWX蛋白。
使用BlastP软件和Ψ-Blast软件在NCBI的nr数据库中搜索与由pduGHJKLMNOPQSTUVWX公司基因。表总结了这些分析的结果，还包括以前测序的信息个人数字单元基因(10,13,41)。
表3
Pdu蛋白
| 相关蛋白质序列一
|
|---|
| 姓名 | 功能（参考） | 姓名 | 功能（参考） |
|---|
| 波卡尔 | 转录调节器(8,37) | 阿拉伯石油公司 | 转录激活蛋白(8,37) |
| PduF公司 | 丙二醇扩散促进剂(13) | GlpF公司 | 甘油促进剂(13) |
| PduA公司 | 多面体(13) | 请参阅表 | 羧体，CO2浓度(36,48) |
| PduB公司 | 多面体(13) | CsoS1A（远相关，超过85个氨基酸22%相同） | 羧体，CO2浓度(36,48) |
| PduC公司 | B类12-依赖性二醇脱水酶大亚基(10) | PddA、DhaB、GldA | B类12-依赖性甘油和二醇脱水酶大亚基(16,44,51,52) |
| PduD公司 | B类12-依赖性二醇脱水酶培养基亚基(10) | PddB、DhaC、GldB | B类12-依赖性甘油和二醇脱水酶培养基亚基(16,44,51,52) |
| PduE公司 | B类12-依赖性二醇脱水酶小亚基(10) | PddC、DhaE、GldC | B类12-依赖性甘油和二醇脱水酶小亚基(16,44,51,52) |
| PduG公司 | 二元醇脱水酶活化(10) | DRA、ORFZ | 二元醇脱水酶活化因子大亚基钴胺腺苷转移酶(33,55) |
| 普杜赫 | 二醇脱水酶再激活（本研究） | 数据库 | 二元醇脱水酶活化因子小亚基(33,55) |
| PduJ公司 | 多面体（本研究） | 请参阅表 | 羧体，CO2浓度(36,48) |
| PduK公司 | 多面体（本研究） | 请参阅表 | 羧体，CO2浓度(36,48) |
| PduL公司 | 未知（本研究） | CpcE（远相关，93个氨基酸中25%相同） | 藻蓝蛋白裂解酶，CpcA的显色反应所需(20) |
| PduM公司 | 未知（本研究） | 无 | 无 |
| PduN公司 | 多面体（本研究） | CchB、CcmL | 羧体，CO2浓度(36,48) |
| PduO公司 | B类12相关（本研究） | ORFW、ORFY | 与B基因分组的假设基因12-依赖性甘油脱水酶(16,44) |
| PduP公司 | 辅酶A依赖性丙醛脱氢酶（本研究） | EutE、Adh | 辅酶A依赖性醛脱氢酶(49) |
| PduQ公司 | 丙醇脱氢酶（本研究） | EutG、AdhE | 乙醇脱氢酶(23,49) |
| PduS公司 | 未知（本研究） | RnfC（远亲，28%相同[318个氨基酸中的90个]） | 膜相关氧化还原酶(42) |
| PduT公司 | 多面体（本研究） | 请参阅表 | 羧体，一氧化碳2浓度(36,48) |
| PduU公司 | 多面体（本研究） | 欧洲贸易统计局 | 羧体，CO2浓度(36,48) |
| PduV公司 | 未知（本研究） | 欧洲贸易政策委员会 | 无 |
| PduW公司 | 丙酸激酶（本研究） | 确认 | 醋酸激酶 |
| PduX公司 | 未知（本研究） | 无 | 无 |
1,2-丙二醇利用途径基因。
这里确定的假想PduP蛋白与许多辅酶a依赖的醛脱氢酶有关。它与EutE蛋白的关系最为密切肠球菌这两种蛋白质在465个氨基酸的序列上有45%的相同性。EutE蛋白是一种假定的CoA依赖性醛脱氢酶，被认为在乙醇胺降解的AdoCbl依赖性途径中发挥作用(49). 因此，PduP蛋白很可能是一种辅酶a依赖的醛脱氢酶，用于个人数字单元丙醛转化为丙酰基辅酶A的途径。
PduQ蛋白的序列与许多醇脱氢酶的序列相关。PduQ与大肠杆菌(23); 这些蛋白质在330个氨基酸的序列上有35%的同源性。PduQ蛋白与具有醇脱氢酶和醛脱氢酶活性的双功能AdhE酶的羧基末端部分对齐。此外，PduQ蛋白与许多单功能乙醇脱氢酶密切相关，包括假想的参与乙醇胺降解的乙醇脱氢酶肠球菌，EutG蛋白(49). 因此，我们认为PduQ蛋白在1,2-丙二醇降解途径中起到丙醇脱氢酶的作用。
PduW蛋白与醋酸盐激酶有关。它在超过400个氨基酸的序列上与ack（确认）基因产物肠球菌鼠伤寒血清型LT2。因此，pduW蛋白可能是一种丙酸激酶，其在1,2-丙二醇降解中的作用是将丙酰基磷酸转化为丙酸。
AdoCbl依赖性二醇脱水酶重新激活的基因。
PduGH蛋白似乎参与了二醇脱水酶的活化，PduG蛋白也可能参与了B的腺苷化12PduG蛋白在序列上与DdrA蛋白有92%的相同性，超过611个氨基酸催产酸钾，PduH蛋白的序列（124个氨基酸中的99个）与催产酸钾DdrAB蛋白参与AdoCbl依赖性二醇脱水酶的重新激活(33,55). 二醇脱水酶的失活是由于AdoCbl分解为一种非活性形式，该形式具有上配体而非腺苷基(26,53). DdrAB蛋白被提议通过去除非活性辅因子并用AdoCbl取代它来重新激活二醇脱水酶(33,55). PduGH蛋白可能具有类似的功能。此外，根据基因测试，PduG蛋白被认为是一种腺苷转移酶(58)，它与一个拟议的钴胺腺苷转移酶具有高度的序列相似性弗氏柠檬酸杆菌(17,44). 因此，PduG蛋白可能具有双功能。
功能未知的Pdu蛋白。
PduO蛋白可能是两个基因融合的结果。该蛋白的N末端170氨基酸的序列与ORFW的序列相同35%弗氏锥虫也类似于来自梭菌属,热球菌属,芽孢杆菌、和分枝杆菌属PduO的C末端121个氨基酸的序列与ORFY的序列相同，为37%弗氏锥虫也与ORF相似梭菌属,克雷伯菌属、和假单胞菌属.ORFW和ORFY由参与AdoCbl依赖性甘油降解的基因排列弗氏锥虫(17,44). 因此，PduO蛋白似乎具有AdoCbl依赖性降解1,2-丙二醇和甘油的共同功能。
PduS蛋白在其长度的72%以上的序列中与大肠杆菌然而大肠杆菌蛋白质尚未发表。它是由提交给GenBank的大肠杆菌日本正在进行基因组测序项目，目前尚不清楚该功能是如何分配的。PduS蛋白也被发现与许多膜氧化还原酶有着远缘关系，其中，它与RnfC蛋白的关系最为密切红细胞(42). PduS和RnfC蛋白质的同源性为28%（318个氨基酸中的90个）。
PduL蛋白与藻蓝蛋白裂解酶（CpcE）有远缘关系。Ψ-爆破重复1的预期值为2×10−24藻蓝蛋白裂解酶通过硫醚键催化藻蓝蛋白（线性四吡咯）与藻蓝蛋白的共价连接(20). 由于钴胺是四吡咯，因此PduL蛋白可能包含吡咯结合位点。
将PduV蛋白与Prosite数据库进行比较，发现其具有与ATP和GTP结合基序密切相关的结构域。对其他功能未知的Pdu蛋白的分析不允许识别与Prosite字典相似的基序。
与羧体蛋白相关的Pdu蛋白。
蛋白质序列相似性分析表明，五种Pdu蛋白（AJKNT）与被称为羧体的多面体细胞器的形成相关，两种Pdu-蛋白（BU）与羧体蛋白暂时相关。
PduAJKT蛋白显然与一组蛋白质有关，其中包括羧化体的主要外壳蛋白（表). 表中所示的百分比标识根据编辑的多序列比对确定（见材料和方法）。编辑后的比对包含长度为85个氨基酸的序列，与以下PduA氨基酸对齐：ALGMVETKGLTAAIEAADAMVKSANVMLVGYEKIGSGLTVIVRGDVGAVKAATDAGAAAARNVKAVHVIPRPHTDVEKILPKEL。
表4
PduAJKT蛋白与羧化体外壳蛋白及其同源区的氨基酸序列同源性
| 蛋白质 | 吉 | 有机体 | %与指示Pdu蛋白的一致性一
|
|---|
| PduA公司 | PduJ公司 | PduK公司 | PduT公司 |
|---|
| PduA公司 | 5069450 | 肠球菌LT2公司 |
| PduJ公司 | 5069453 | 肠球菌LT2公司 | 82 |
| 普杜克 | 5069454 | 肠球菌LT2公司 | 35 | 36 |
| PduT公司 | 5069462 | 肠球菌LT2公司 | 30 | 31 | 24 |
| 欧洲贸易委员会 | 3885916 | 肠球菌LT2公司 | 64 | 63 | 29 | 30 |
| CchA公司 | 1788799 | 大肠杆菌 | 64 | 62 | 29 | 30 |
| CsoS1C公司 | 4105524 | 中间木霉 | 56 | 55 | 27 | 27 |
| CsoS1A公司 | 4105525 | 中间木霉 | 56 | 56 | 27 | 27 |
| CsoS1B公司 | 4105526 | 中间T | 56 | 54 | 28 | 28 |
| CsoS1C公司 | 3449372 | 那不勒斯锥虫 | 58 | 58 | 27 | 29 |
| CsoS1A公司 | 3449373 | 那不勒斯锥虫 | 57 | 58 | 27 | 29 |
| CsoS1B公司 | 3449374 | 那不勒斯锥虫 | 58 | 58 | 27 | 28 |
| CsoS1C公司 | 3282390 | 脱氮T | 56 | 56 | 27 | 28 |
| CsoS1A公司 | 3282391 | 脱氮T | 56 | 56 | 27 | 29 |
| CsoS1B公司 | 3282392 | 脱氮T | 57 | 56 | 27 | 24 |
| CcmK公司 | 3182944 | 聚球藻属sp.菌株WH7803 | 56 | 56 | 30 | 24 |
| b2438型 | 1788779 | 大肠杆菌 | 42 | 42 | 30 | 29 |
| YffI公司 | 3183436 | 大肠杆菌 | 42 | 42 | 30 | 29 |
| 欧洲贸易委员会 | 3885926 | 肠球菌LT2公司 | 40 | 42 | 29 | 29 |
| CcmK公司 | 541311 | 聚球藻属sp.菌株PCC7942 | 57 | 55 | 27 | 24 |
| CcmK公司 | 3182943 | 聚球藻属sp.菌株PCC7002 | 55 | 54 | 25 | 23 |
| 电路1 | 2493552 | 协同孢子虫菌株PCC6803 | 55 | 51 | 27 | 21 |
| 电路2 | 2493553 | 协同孢子虫sp.菌株PCC6803 | 56 | 54 | 27 | 22 |
| 电路3 | 2493554 | 协同孢子虫菌株PCC6803 | 43 | 45 | 25 | 17 |
| 电路4 | 2493555 | 协同孢子虫sp.菌株PCC6803 | 35 | 35 | 21 | 21 |
| 2年 | 141357 | 聚球藻属sp.菌株PCC6301 | 51 | 50 | 27 | 25 |
| 2年 | 1176828 | 聚球藻属sp.菌株PCC7942 | 51 | 50 | 27 | 25 |
| 1年 | 141354 | 聚球藻属sp.菌株PCC6301 | 43 | 42 | 28 | 23 |
| Y436年 | 3183228 | 协同孢子虫sp.菌株PCC6803 | 47 | 44 | 30 | 30 |
PduN蛋白与CcmL-CchB蛋白家族密切相关，这是羧化酶体正确组装和功能所必需的(36,48). 根据编辑的多序列比对构建的系统发育树表明，PduN蛋白与来自聚球藻属,协同孢子虫、和大肠杆菌而不是来自硫杆菌属PduN氨基酸序列与其他CcmL-CchB家族成员序列的同源性百分比为28%至53%。该树由1000个自举复制构建而成，高自举值（626到999）表示具有统计意义的分支顺序。用于树构建的编辑后的多序列比对（见材料和方法）由一组长度为77个氨基酸的序列组成，这些序列与以下PduN氨基酸序列对齐：MHLARVTGAVVSTQKSPSLIGKKLLLVRGDEV AVDSVGAGVGELVLLSGGSSARHVFSGPNEAIDLAVV GIVDTLSC。
PduB和PduU蛋白被发现与参与多面体形成的蛋白质有着遥远的联系。PduB蛋白的序列（178个氨基酸中的53个）与肠炎沙门氏菌和Eut b2439蛋白大肠杆菌通过BlastP分析。PduB蛋白也与表中所示的羧化体外壳蛋白有着远亲关系.当从Yrb2蛋白（登录号：。{“类型”：“entrez-protein”，“属性”：{“文本”：“P46205”，“term_id”：“93141235”，“term_text”：“P46205”}}第46205页)，鉴定出的20种最密切相关的蛋白质是表中列出的羧基壳蛋白对这20个外壳蛋白的重复分析表明，它们与PduB蛋白相关，期望值为2×10−4。
PduU蛋白与EutS蛋白的同源性为57%肠球菌56%与Eut b2462蛋白相同大肠杆菌通过BlastP分析。EutS蛋白是一种假定的羧基结构蛋白，与表中列出的羧基蛋白有远亲关系。
多面体的形成肠球菌。
肠球菌在最少1,2-丙二醇-B的有氧生长过程中，形成了大小和外观与羧化酶体相似的多面体结构12介质（图。A） 但在葡萄糖有氧生长期间没有（图。C） ●●●●。多面体的横截面为100至200 nm，似乎由蛋白质外壳和内部组成。尸体由肠球菌与那不勒斯硫杆菌，表明了这些结构之间的一些差异（图。A和B）。
电子显微照片肠球菌用最少的1,2-丙二醇和维生素B有氧培养12中等（A），那不勒斯硫杆菌自养生长（B），肠球菌在最低葡萄糖培养基（C）上有氧培养，以及肠球菌AdoCbl依赖性二醇脱水酶（D）。棒材，100 nm。
在1,2-丙二醇-四硫酸氢钠的厌氧生长过程中也形成了类似的多面体，但在葡萄糖或丙酮酸-四硫酸盐的厌氧生长期间没有形成，这表明多面体特别参与1,2-丙二醇的分解代谢。预计在四硫代甘油酯的厌氧生长过程中会形成多面体。尽管肠球菌不会降解B中的甘油12-依赖性方式，甘油诱导个人数字单元高水平操作(8,37). 然而，在甘油四硫酸氢钠上厌氧生长的细胞中很少观察到多面体。这表明，除了诱导多面体的形成外，1,2-丙二醇还起着作用个人数字单元操纵子。在这些实验中，四硫酸氢钠被用作终端电子受体，因为其他终端电子受体（如富马酸盐、硝酸盐、二甲基亚砜和TMAO）不支持1,2-丙二醇的厌氧生长。维生素B12无论是需氧还是厌氧条件下，补充剂都不会影响多面体的形成。
的角色个人数字单元多面体身体形成中的基因。
EM研究表明个人数字单元突变体要么不能产生多面体，要么产生形状异常的结构。在1,2-丙二醇存在下的需氧或厌氧生长期间，菌株BE25(pdu-12型::亩dJ）未能产生多面体，而另一个等基因菌株在类似的生长条件下形成了这些结构。这些结果表明个人数字单元操纵子对于多面体的形成是必要的，并且强烈表明多面体在1,2-丙二醇的分解代谢中起作用。这个pdu-12型::亩dJ突变是一种极性突变，先前发现它位于pduD（pduD）或pduE公司编码二醇脱水酶亚单位的基因(58)。
另一个个人数字单元突变体（菌株RT818，pdu-8型::亩发现dA）产生的身体似乎具有蛋白质外壳和内部，但形状异常（图。). 许多细胞高度伸长，横跨整个细胞。这表明pdu-8型::亩多面体形成需要dA插入。因此，多重个人数字单元多面体的形成需要基因。
由形成的异常多面体（箭头）的电子显微照片肠球菌pdu突变型RT818(pdu-8型::亩dJ）。条形，100 nm。
无论是丙二醇的分解代谢还是圆面包多面体的形成需要操纵子。
无法合成AdoCbl de novo（Cob）的菌株−)在1,2-丙二醇存在下产生多面体，无论是需氧还是厌氧，而不考虑维生素B12补充。这表明B12-形成多面体不需要1,2-丙二醇的依赖性分解代谢。结果还表明圆面包操纵子（与个人数字单元操纵子）不需要多面体形成。菌株BE43和TT18117都形成了多面体。BE43的第一个基因中含有极性突变圆面包阻止20中前17个表达的操纵子圆面包基因，TT18117包含17个末端基因的缺失圆面包操纵子。在上述实验中，丙酮酸或琥珀酸被用作碳和能源，因为个人数字单元在这些化合物的生长过程中操纵子相对较高(2,8)。
B协会12-多面体依赖性二醇脱水酶。
免疫电镜显示，AdoCbl依赖性二醇脱水酶肠球菌与多面体有关（图。D） ●●●●。在显微照片中，抗体结合的金颗粒（实心黑圈）指示了二醇脱水酶的位置。金颗粒在多面体内部的聚集表明，AdoCbl依赖性二醇脱水酶与多面体相关，并且与该酶在蛋白质外壳中的包裹一致。由于固定程序的不同，免疫电镜照片中的多面体与标准薄片中的多面体相比差异较小（图。). 免疫金标记与上述类似，也使用个人数字单元不能表达二醇脱水酶的突变体。几乎没有标签；观察到的极少量标记可能是由于非特异性抗体结合所致。
多面体的EM可视化。
多面体结构最容易在开始溶解的老细胞中观察到。早期细胞含有这些结构，但它们被细胞的细胞质所掩盖。改良的EM固定程序使用酒精中乙酸铀酰的过夜染色增强了结构的可见性。在改良固定过程中，固定细胞的细胞质密度较低，更容易看到着色较深的多面体的锐边。
讨论
为了更好地理解AdoCbl依赖过程的生理学和分子生物学，通过肠球菌调查了鼠伤寒血清型LT2。的DNA序列个人数字单元操纵子的完成和分析表明，多面体细胞器参与了依赖AdoCbl的1,2丙二醇降解。以前未发表的分析个人数字单元DNA序列证实了先前的研究表明个人数字单元和圆面包操纵子是通过单个水平基因转移事件获得的(30)并允许识别16个假设基因。总共23人个人数字单元基因被提出，这些基因分为六类：途径、二醇脱水酶再激活、未知、多面体形成、运输和调节（图。和表)。
这个个人数字单元的位点肠球菌带有编码函数的摘要。被认为与多面体形成有关的基因显示在遗传图的上方。被认为参与1,2-丙二醇降解途径和维生素B转化的基因12（CN-Cbl）转辅酶B12（AdoCbl）显示在遗传图下方。上方箭头pocR公司,pduF型、和个人数字单元指示转录的方向。
除了一个例外，个人数字单元与提议的1,2-丙二醇降解途径中每种酶相对应的基因现已确定（图。). A类个人数字单元与拟议的磷酸转氨酶相对应的基因尚未确定。这种酶可能由六种酶中的一种编码个人数字单元功能未知的基因，或者可能是CoA依赖的醛脱氢酶（PduP）是双功能的或激酶；Blast-ProDom的一项研究表明，PduP蛋白与ProA蛋白共享一个结构域，ProA蛋白是催化谷氨酸-5-戊二醛还原为γ-谷氨酰胺-5-磷酸的酶。
还鉴定了六种功能未知的假想Pdu蛋白（PduLMOSVX）。基因测试表明个人数字单元操纵子编码维生素B转化的功能12（CN-Cbl）到AdoCbl，二醇脱水酶的活性辅因子。PduG蛋白参与了这一过程，但也可能涉及其他Pdu蛋白。对几种不同系统的研究表明，需要一种脱氰酶、一种或两种钴还原酶和一种腺苷转移酶(22,28). PduL蛋白是可能的，因为在编码AdoCbl依赖性甘油脱水酶的操纵子中发现了相关蛋白(17,44). 生理学研究还提出了Pdu蛋白的其他可能功能。肠炎沙门氏菌以四硫酸氢钠为末端电子受体，通过1,2-丙二醇的厌氧呼吸生长(9). 因此，一些Pdu蛋白可能对1,2-丙二醇-四硫代酸盐呼吸具有特异性。PduS蛋白是可能的，因为它在氨基酸序列中与几种膜结合氧化还原酶有关。此外，以前的研究表明个人数字单元操纵子编码一种参与调节prpBCDE公司操纵子(56). 因此，一种功能未知的Pdu蛋白可能发挥这种调节作用。
多面体由肠球菌在1,2-丙二醇上生长期间也进行了研究。根据此处报告的结果和之前的结果，我们建议肠球菌形成参与1，2-丙二醇降解的多面体细胞器，该细胞器由AdoCbl依赖性二醇脱水酶（以及可能的其他蛋白质）包裹在与羧体外壳相关的蛋白质外壳内。在1,2-丙二醇的生长过程中，肠球菌形成多面体，其本质上是蛋白质质的，并且具有表明外壳的锐边（本研究和参考文献46). 免疫金标记表明，二醇脱水酶与多面体有关，并定位于这些结构的内部。DNA序列分析表明个人数字单元操纵子编码5到7个与羧化体形成相关的蛋白质（本研究和参考文献13)基因测试表明个人数字单元操纵子是多面体形成所必需的。此外个人数字单元发现突变体产生形状异常的多面体。因此，一些个人数字单元适当的细胞器形状需要基因，而其他基因显然编码其基本结构成分。相似的聚球藻属突变体（产生形状异常的羧糖体）之前已经被鉴定(35)。
尽管参与1,2-丙二醇降解的多面体在结构上明显与羧化酶体有关，但其功能关系尚不明确。羧体被认为在浓缩CO中起作用2对于RuBisCo，由于外壳基因突变导致需要高CO的菌株2用于自养生长(36,47,48). 另一方面肠球菌1，2-丙二醇在依赖于AdoCbl的分解代谢中的作用，这个过程与CO没有已知的关联2先前的报告，其中鉴定了羧化酶外壳蛋白基因同源物eut（中子）和个人数字单元的操纵子肠球菌，讨论了多面体在乙醇胺和1,2-丙二醇依赖AdoCbl的分解代谢中的一些可能作用(13,40,49). 研究表明，多面体可用于螯合1,2-丙二醇和乙醇胺降解过程中形成的有毒醛类，并将其引导至随后的途径酶。也有人建议，多面体可用于保护二醇脱水酶和乙醇胺氨解酶免受氧的伤害，而氧是这两种酶都敏感的分子(13). 这里报道的发现，AdoCbl依赖性二醇脱水酶与多面体相关，与这两个假设一致。
尽管它们的确切功能尚不清楚，但多面体细胞器的大小和涉及的基因数量证明了用于AdoCbl依赖的1,2-丙二醇降解的大量资源。这些机构的组成必须在以下方面发挥重要作用肠球菌自然环境中竞争植物群的生存和生态位建立。
