近日，由国家农业（水禽）产业技术体系岗位科学家、四川农业大学教授程安春/刘马峰团队和福建师范大学教授欧阳松应团队合作在Advanced Science上发表研究论文。该研究以鸭疫里默氏杆菌为代表，在黄杆菌目中鉴定了一种新型的血红素载体蛋白RhuH，并解析了其独特的结构特征和作用机制，为深入理解黄杆菌目细菌对血红素的摄取机制提供了新的见解。

铁离子是大多数细菌生长代谢过程中所必需的关键营养元素，参与多种重要的生命活动。在脊椎动物宿主，血红素是最丰富的铁储存库，其中约70%以血红蛋白的形式存在。为了获取血红素，革兰氏阴性菌通常依赖血红素摄取系统，该系统由血红素载体蛋白、TonB依赖性血红素受体、TonB复合物和ABC转运体共同组成。目前已鉴定出五种不同类型的血红素载体蛋白，但在黄杆菌目中尚未发现与之相似的序列或结构。本研究在鸭疫里默氏杆菌中发现了一种新型血红素载体蛋白RhuH。该蛋白以二聚体形式存在，其单体结构由7个α螺旋和13条反向平行β链组成的β桶状结构组成。这一结构与其他已知血红素载体蛋白显著不同，RhuH的同源物在黄杆菌目中广泛分布，并且这些同源蛋白在结构和功能上高度保守。

RhuH的三维结构

  ?

在铁离子限制条件下，RhuH通过外膜囊泡分泌，并以两种可能的形式从宿主血红蛋白中高亲和力地夺取血红素：经菌体分泌的外膜囊泡裂解释放出RhuH，RhuH从宿主血红蛋白中夺取血红素，并将结合的血红素转递给相应的外膜血红素受体；定位于外膜囊泡表面的RhuH直接从宿主血红蛋白中夺取血红素，随后外膜囊泡通过膜融合的方式将血红素转运回细菌胞内以供利用。

血红素载体蛋白RhuH的作用模式图    四川农业大学供图

  ?

该研究得到了国家自然科学基金、四川省自然科学基金、国家现代农业产业技术体系等项目的资助。（来源：中国科学报 张晴丹）

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202412202