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Abstract：
The human gut microbiota, including Bacteroides, is required for the degradation of otherwise undigestible polysaccharides. The gut microbiota uses polysaccharides as an energy source, and fermentation products such as short-chain fatty acids are beneficial to the human host. This use of polysaccharides is dependent on the proper pairing of a TonB protein with polysaccharide-specific TonB-dependent transporters; however, the formation of these protein complexes is poorly understood. In this study, we examine the role of 11 predicted TonB homologs in polysaccharide uptake. We show that two proteins, TonB4 and TonB6, may be functionally redundant. This may allow for the development of drugs targeting Bacteroides species containing only a TonB4 homolog with limited impact on species encoding the redundant TonB6.
摘要：
人类肠道微生物群能够降解否则不可消化的多糖，主要是通过拟杆菌的活动。多糖对拟杆菌的摄取受TonB依赖性转运蛋白（TBDT）控制，其运输由由TonB蛋白组成的内膜复合物激发，ExbB,和ExbD。拟杆菌（B.theta）编码11个TonB同源物，这些同源物被预测能够接触TBDT以促进运输。然而,尚不清楚哪些TonBs对于多糖摄取是重要的。使用11个预测的tonB基因都缺失的菌株，我们表明，TonB4（BT2059）对淀粉的适当生长很重要，但不是必需的。在没有TonB4的情况下，我们观察到B.theta膜中TonB6（BT2762）的丰度增加，表明这些TonB蛋白的功能冗余。单缺失菌株在果胶半乳聚糖上的生长，硫酸软骨素，阿拉伯,和levan表明TonB蛋白的类似功能冗余。在其他拟杆菌属物种中搜索高度同源的蛋白质以及在脆弱拟杆菌属中的最新工作表明，TonB4被广泛保存，并且可能在多糖摄取中起共同作用。然而,类似于TonB6的蛋白质仅在B.theta和密切相关的物种中发现，这表明TonB4和TonB6的功能冗余可能在拟杆菌中受到限制。这项研究扩展了我们对B.theta中多糖利用所需的蛋白质网络的理解，并强调了跨拟杆菌属物种的TonB复合物的差异。重要的是人类肠道微生物群，包括拟杆菌,是降解否则不可消化的多糖所必需的。肠道微生物群使用多糖作为能量来源，和发酵产物如短链脂肪酸对人体宿主有益。多糖的这种使用取决于TonB蛋白与多糖特异性TonB依赖性转运蛋白的正确配对；然而，这些蛋白质复合物的形成知之甚少。在这项研究中,我们检查了11个预测的TonB同源物在多糖摄取中的作用。我们发现两种蛋白质，TonB4和TonB6可以是功能冗余的。这可以允许开发靶向仅含有TonB4同源物的拟杆菌物种的药物,对编码冗余TonB6的物种具有有限的影响。
