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編譯：逍遙君，編輯：小菌菌、江舜堯。 原創微文，歡迎轉發轉載。 擬桿菌屬是人類腸道菌群的組成成員，其對宿主有多重益處。擬桿菌屬中大多數物種可幫助宿主分解利用難消化的多糖，這些多糖大多源自膳食纖維、微生物表面分子和腸道內襯的粘膜層。擬桿菌屬大約20%的基因組均參與對多種多糖的轉運和分解，以及對這些過程的調控。它依賴于不同家族的轉錄調節因子，以確保碳水化合物利用基因在特定條件下表達。通常這些腸道寄居細菌具有區別于模式生物的獨特的控制轉錄調節因子（碳水化合物利用基因）和機制。 寄居在人類腸道的微生物群落（即腸道菌群）是人類健康的關鍵調節者。腸道菌群結構的變化與包括糖尿病和肥胖在內的多種疾病有關。宿主飲食是腸道菌群的主要調節劑。因此，確定菌群成員如何識別和分解宿主飲食的成分，有助于了解飲食如何改變菌群，進而改變人類宿主的健康。 本篇綜述主要討論了腸道細菌的主要類群如何分解宿主攝入的“膳食纖維”，檢查了這些細菌如何調節它們對宿主飲食變化的反應，并將這些腸道細菌用來控制它們對不同碳水化合物反應的調節機制與模式生物的調節機制進行了對比。 論文ID 原名：Navigating the Gut Buffet: Control of Polysaccharide Utilization in Bacteroides spp. 譯名：擬桿菌如何利用多糖 期刊：Trends in microbiology IF：15.753 發表時間：2020.06 通訊作者：Eduardo A. Groisman 作者單位：耶魯大學 論文框架 主要內容 1 飲食來源的膳食纖維對腸道細菌的重要性 大多數以蛋白質、脂肪和單糖形式存在的膳食營養素在小腸中被吸收，使得它們無法被寄居在大腸的微生物群落利用。因此，從微生物群落的角度來看，飲食中含有人體宿主無法消化的復雜多糖。這些多糖來源于膳食纖維、微生物表面分子和腸道內襯的粘膜層。此外，母乳中的寡糖混合物是宿主生命早期菌群的重要營養來源。因此，即使在恒定的飲食條件下，腸道環境也含有多種結構不同的碳水化合物。 腸道菌群可降解的植物多糖包括相對簡單的直鏈淀粉（α-1,4葡萄糖）、阿拉伯糖（α-1,5阿拉伯糖骨架與α-1,2和/或α-1,3阿拉伯糖側鏈）和果膠半乳糖（β-1,4半乳糖），以及高度復雜的鼠李糖半乳糖醛酸II（其中包含13種不同的單糖和21個亞基之間的獨特連接）。重要的是，菌群中的一些物種可降解谷物來源的膳食纖維，包括各種β-葡聚糖（包含β-1,3和/或β-1,4葡萄糖）、木聚糖（β-1,4木糖骨架及可變側鏈）和木葡聚糖（β-1,4葡萄糖骨架及可變的α-1,6木糖起始側鏈的重復四聚體）。 腸道細菌降解的黏膜多糖主要包括糖胺聚糖（如硫酸軟骨素和肝素）、粘蛋白-N-聚糖和粘蛋白-O-聚糖這三種類型。粘蛋白-N-聚糖和粘蛋白-O-聚糖是高度復雜的支鏈多糖，分別由特異性核心寡糖連接到天冬酰胺側鏈或絲氨酸或蘇氨酸的羥基中的氮。人乳寡糖含有和粘膜多糖連接的類似的單糖，可使其在某些生物體內以相同的途徑被分解。腸道菌群成員對宿主黏膜多糖的降解使得膳食多糖攝入量少的小鼠腸道黏膜層變薄，使得這些小鼠易感染腸道病原體。此外，宿主粘膜層釋放的唾液酸可作為條件致病菌（鼠傷寒沙門菌和艱難梭菌）的碳源。因而膳食纖維的攝入對腸道菌群組成和宿主健康至關重要。 2 擬桿菌基因組內的多糖利用位點 擬桿菌門是人類腸道中最豐富的細菌門之一。擬桿菌門的成員之所以能在這種環境中生長，一個原因是它們能夠分解多種宿主飲食和粘膜多糖，以及存在于其他腸道微生物表面的多糖。另一個原因是它們將其基因組含量的20%用于復雜多糖的攝取和分解。利用單個多糖所必需的基因聚集在基因組的特定區域，這里的每個區域被稱為多糖利用位點（Polysaccharideutilization locus，PUL）。 不管哪個多糖被PUL中編碼的蛋白質降解，每個PUL介導的一般功能都是相似的（圖1）。負責這些功能的蛋白質是以多形擬桿菌中的淀粉利用系統（Starch utilizationsystem，Sus）命名的，包括介導這些過程的轉運、分解和調節的產物。淀粉的外膜束縛表面聚糖結合蛋白（Surfaceglycan-binding proteins，SGBPs）SusE和SusF結合特定的多糖。淀粉通過α-淀粉酶SusG在細胞外部分降解，其他PUL編碼類似的局部酶，該酶將結合SGBP的多糖部分降解為寡糖SusD樣蛋白與SusC樣TonB依賴性轉運蛋白協同作用，結合裂解的寡糖，并將其穿過外膜轉運進入周質。在周質中，寡糖被糖苷水解酶和/或多糖裂解酶降解為較小的寡糖或轉運到細胞質中的單糖。每個PUL還編碼一個調節因子，在識別多糖分解的中間體后，控制PUL內基因的轉錄。而后者在絕大多數情況下是真實的，而果糖聚合物利用的調節劑則由果糖本身激活。 圖1 擬桿菌屬分解多糖。多糖通過表面聚糖結合蛋白（SGBP，黑色）結合。外膜拴系的表面糖苷水解酶（SGH，淺藍色）將天然多糖分解成寡糖片段，通過SusD樣蛋白（紅色）結合，并通過SusC樣轉運蛋白（橙色）穿過外膜（OM）。SusC樣蛋白的活性取決于TonB-ExbBD復合物（粉色）轉運寡糖所需的能量。這些寡糖通過周質糖苷水解酶（GH）和/或多糖裂解酶（PL，藍色）進一步分解成較小的寡糖。跨膜調節因子（綠色）通過修飾參與多糖轉運和分解的基因轉錄，對周質中寡糖分解產物的存在作出應答。SGBPs、SGH、SusC和SusD蛋白即使在不存在其分解和轉運的多糖的情況下也會產生，但當調節因子檢測到存在多糖分解產物時，它們的水平會急劇升高。二糖或單糖通過內膜（IM）轉運至細胞質。 3 擬桿菌的碳水化合物分解調節因子類型 迄今為止，已有三種類型的PUL調節器得到了表征，分別為胞漿外功能σ因子（Extracytoplasmicfunction sigma factors，ECF-σ）/抗σ因子、SusR型和混合雙組分系統（Hybridtwo-component systems，HTCS）（圖2）。通過對擬桿菌的(ECF-σ)/抗σ因子與大腸埃希菌中存在的因子進行表征發現它們之間氨基酸高度一致，并提出SusC樣蛋白的多糖轉運活性與抗σ因子的周質面偶聯，發送跨膜信號，釋放細胞質中的同源ECF-σ因子。這使得ECF-σ因子重編程RNA聚合酶，用于轉錄具有ECF-σ因子識別的特征序列的啟動子。ECF-σ/抗σ調節負責分解來自人乳的寡糖和來自宿主的粘蛋白O-聚糖以及其他未知碳水化合物的產物的表達。 圖2 擬桿菌中的碳水化合物分解調節因子類型。多糖通過特定SusC蛋白的轉運被認為是向胞質外功能（ECF）抗σ因子傳遞信號，釋放其在細胞質中的同源ECF-σ因子與RNA聚合酶（RNA Pol.）相互作用并促進靶基因的轉錄。配體與SusR樣蛋白結合通過未知機制觸發轉錄激活。通過混合雙組分系統（HTCS）的碳水化合物傳感促進組氨酸激酶（HK）結構域中保守His殘基的自磷酸化，然后通過其DNA結合結構域將磷酸轉移至反應調節結構域（RR）中的保守Asp殘基，有利于HTCS的轉錄激活。某些單糖由細胞質調節因子感知?？s略語：OM，外膜；IM，內膜。 脆弱擬桿菌中14對PUL相關/相反基因緊鄰反義sRNA。這些sRNA似乎在介導宿主來源（與飲食來源相反）聚糖利用的PULs上起作用。其中一些sRNAs也存在于其他擬桿菌屬中，包括卵形芽孢桿菌、普通芽孢桿菌和多形芽孢桿菌。 SusR家族成員與葡萄糖聚合物的控制有關。例如，麥芽糖與SusR蛋白的周質面結合，從而激活Sus編碼基因的轉錄。不同的SusR型調節劑控制α-1,6-和α-1,3葡聚糖的分解。SusR樣蛋白是完整的膜蛋白，包含一個參與碳水化合物傳感的周質結構域和一個與特定DNA序列結合的胞質結構域。信號轉導的確切機制目前尚不清楚。SusR蛋白家族成員被預測作為二聚體發揮作用，識別相距67或77 bp長距離的正向重復序列。 HTCSs將經典雙組分系統的結構域結構結合成單個蛋白質。經典的雙組分系統由一個傳感器蛋白組成，通過修飾同源調節蛋白的磷酸化狀態對信號作出反應，同源調節蛋白通常是一種DNA結合轉錄調節因子。信號識別促進ATP的傳感器自磷酸化。磷酸化傳感器作為其同源調節因子的磷酸化供體，其活性通常依賴于磷酸化。在大多數情況下，HTCSs是單通道跨膜蛋白，可感知周質信號（自身磷酸化），發生分子內磷酸轉移，并通過與DNA結合，同時拴在內膜上，促進靶基因的轉錄調控。 絕大多數HTCSs的傳感結構域包含一個七葉β-螺旋槳家族（可識別長度從2到8個亞基的獨特寡糖）。但控制負責果糖利用的PUL的HTCS是一個例外，其通過與位于兩個假定跨膜區域之間的I型周質結合蛋白相似的結構域進行單體果糖的感知。 對HTCSs的研究揭示了與這些蛋白結構域結構相關的獨特的性質。首先，純化的幾種HTCSs的感受器激酶亞結構域充當磷酸化供體的能力不一，這有效地為HTCSs的同源和非同源調節結構域提供了一個磷酸化基團。這與經典雙組分系統的傳感器相反，后者在磷酸轉移反應中對其同源調節因子表現出精巧的特異性。盡管在該體外試驗中發現了松弛的特異性，但HTCS在體內的磷酸轉移中保真度較高，可能是因為傳感器本身被連接到其同源反應調節因子上，從而增加了同源反應調節因子的局部濃度。 其次，靶基因的轉錄需要HTCSs的磷酸化和分子內磷酸轉移。因此，改變HTCS磷酸化的條件直接影響PUL的表達。例如，當多形擬桿菌在阿拉伯聚糖存在下生長時，HTCSBT0366發生磷酸化，但在葡萄糖存在下不發生磷酸化。在含有阿拉伯聚糖的培養基中加入優選的多糖硫酸軟骨素可抑制多形擬桿菌中的BT0366磷酸化，從而降低阿拉伯聚糖PUL基因的mRNA水平。 最后，HTCSs被拴在內膜的同時激活靶基因的轉錄，包括一個控制霍亂弧菌毒力的調節因子。盡管HTCS靶基因通常在編碼HTCS的相同PUL內，但在其自身PUL內和參與木聚糖分解的第二個PUL中的基因轉錄激活均需要木糖降解擬桿菌的HTCS。 4 擬桿菌表面相關糖苷水解酶的酶活性控制分解何種多糖 擬桿菌屬的物種在其擁有的PULs和給定PUL中基因指定的精確代謝能力方面均存在差異。例如，多形擬桿菌編碼一個用于將單糖果糖整合到糖酵解中，并分解β2-6連接果糖聚合物果聚糖的PUL。而單形擬桿菌果聚糖PUL缺乏分解果聚糖所必需的酶。然而，它編碼一種糖苷水解酶，可分解β2-1連接的果糖聚合物菊粉。相比之下，普通擬桿菌缺乏這兩種酶，因而無法代謝果糖（包括果聚糖和菊粉）。因此，特定的擬桿菌屬的物種對果聚糖分解的特異性在一定程度上受表面相關糖苷水解酶的酶活性控制。此外，多形擬桿菌果聚糖PUL中的SusD樣蛋白可與果聚糖（而不是菊粉）特異性結合，這使得細菌對多聚糖的利用更具特異性。 擬桿菌屬中各物種分解給定多糖的轉錄反應通常不同。硫酸軟骨素是一種多糖，由宿主飼料和哺乳動物腸道粘膜中發現的β-D-葡萄糖醛酸和β-D-N-乙酰半乳糖胺的二糖重復單位組成，在多形擬桿菌中，HTCSBT3334控制硫酸軟骨素的利用。如下文所述，調節機制允許多形擬桿菌根據硫酸軟骨素分解的速率調整硫酸軟骨素利用基因的表達，而不是存在/不存在硫酸軟骨素本身（圖3）。 圖3 代謝通量控制多形擬桿菌中硫酸軟骨素的利用。左圖，在最初暴露于硫酸軟骨素時，未硫酸化軟骨素二糖（連接的黑色和灰色六邊形）的濃度較低。未硫酸化軟骨素二糖是調節劑（綠色）的誘導劑，無論是否存在其誘導劑，均以恒定量存在，且Kd較低（兩者親和力強）。糖苷水解酶（藍色）以較低的速率將未硫酸化軟骨素二糖分解成單糖（黑色和灰色六邊形），因為糖苷水解酶的水平較低（即，約為最大值的1%），并且具有較高的KM（酶促反應達最大速度）。這些蛋白的相對濃度和結合親和力允許調節因子超過糖苷水解酶對軟骨素二糖的競爭，并促進調節因子靶基因的轉錄激增。右圖，在穩態期間，糖苷水解酶和軟骨素二糖的濃度增加，而調節劑的濃度保持恒定。糖苷水解酶和軟骨素二糖濃度的增加有利于軟骨素二糖降解為單糖，而不是與調節劑結合。軟骨素二糖量的減少減少了調節因子的活化，導致調節因子靶基因轉錄的新的較低穩態，包括指定糖苷水解酶的基因。 組成性表達的BT3334蛋白在未硫酸化的4,5不飽和軟骨素二糖與其周質感應結構域結合后被激活。BT3334激活糖苷水解酶編碼基因的轉錄，其產物分解周質中的未硫酸化軟骨素二糖。該酶降解BT3334的誘導配體，是硫酸軟骨素生長所必需的。BT3334感應結構域對未硫酸化軟骨素二糖的親和力大于糖苷水解酶。因為糖苷水解酶的量增加，而BT3334量保持恒定，硫酸軟骨素PUL基因的mRNA水平在暴露于硫酸軟骨素后增加，達到峰值，然后顯著降低至峰值水平的大約30-50%。 密切相關的物種Bacteroidescellulosilyticus（B. cellulosilyticus）在暴露于硫酸軟骨素后，硫酸軟骨素PUL基因持續表達。換句話說，B.cellulosilyticus缺乏多形擬桿菌中存在的負反饋（即使培養基中仍存在硫酸軟骨素，也會發生負反饋）。來自B.cellulosilyticus的調控因子和糖苷水解酶基因都補充了相應基因缺陷的多形擬桿菌突變體的浪涌樣行為。這些結果表明，額外的因素有助于這些相關擬桿菌屬物種在轉錄水平上呈現差異。 5 擬桿菌屬內的多糖共享機制 擬桿菌屬與其他細菌密切接觸，這會引起腸道菌群成員之間的競爭和共生的相互作用。擬桿菌屬使用兩種不同的多糖分解策略來阻止或促進其他細菌獲得其多糖分解產物。例如，多形擬桿菌在細胞外僅降解部分酵母細胞壁多糖α-甘露聚糖（一種甘露糖聚合物）。相對較大的α-甘露聚糖多糖被轉運到細胞質中，進一步降解為甘露寡糖和甘露糖。這種排列阻止了不編碼這種獨特多糖轉運蛋白的細菌物種使用部分降解的α-甘露聚糖，從而有利于那些能攝取多糖的物種的增殖。 相比之下，多形擬桿菌能夠使其他無法分解果聚糖的擬桿菌屬生長。多形擬桿菌釋放含有分解左旋糖苷所需的糖苷水解酶的外膜囊泡（Outermembrane vesicles，OMV）。該糖苷水解酶的產物是支持擬桿菌屬生長的胞外低聚果糖。同樣，卵形擬桿菌通過釋放含有降解菊粉的糖苷水解酶的OMV，可使普通擬桿菌利用菊粉并生長。令人驚訝的是，這些糖苷水解酶不是卵形擬桿菌利用菊粉所必需的，盡管需要協同糖苷水解酶來利用多形擬桿菌中的果聚糖。這一發現表明擬桿菌屬具有編碼產生公共產品的功能，從而有助于群體的適合性，而不是單個細菌菌株的適合性。卵形擬桿菌產生低聚果糖似乎不是其唯一的公共產品，因為缺乏上述糖苷水解酶的卵形擬桿菌菌株促進了其他擬桿菌屬對菊粉的利用。這種能力被歸因于一種小分子，它可能影響腸道內不同細菌物種之間特定生態網絡的形成。 特定多糖是通過自私還是共享機制分解，可能取決于多糖的復雜性。例如，卵形擬桿菌能夠降解各種復雜性的木聚糖多糖，包括相對簡單的小麥阿拉伯木聚糖（具有兩個獨特側鏈連接的木聚糖）和復雜的玉米葡萄糖醛酸阿拉伯木聚糖（具有六個或更多獨特側鏈連接的木聚糖）。卵形擬桿菌降解小麥阿拉伯木聚糖可支持青春雙歧桿菌的生長（不能單獨利用木聚糖）。相比之下，卵形擬桿菌不能支持青春雙歧桿菌在玉米葡萄糖醛酸阿拉伯木聚糖上生長，該糖完全降解需要廣泛的周質糖苷水解酶庫。因此，擬桿菌通過只進行有限的細胞外降解，自私地利用復雜的多糖，同時共享分解產物（容易被其他細菌物種代謝的不太復雜的多糖）。 6 細胞質調節因子 PUL基因產物的降解和轉運活性主要將單糖遞送至擬桿菌細胞的細胞質。除了前面提到的多糖利用的調節因子，擬桿菌屬編碼幾種細胞質調節因子，控制單糖利用所需基因的轉錄。在多形擬桿菌中發現的第一個調節因子是FucR，它在沒有細胞質L-巖藻糖的情況下抑制L-巖藻糖利用操縱子的轉錄。多形擬桿菌RhaR蛋白的作用方式相反，因為它在細胞質L-鼠李糖存在的情況下促進鼠李糖利用位點的轉錄。 AraR是一種抑制因子，在沒有細胞質阿拉伯糖的情況下抑制阿拉伯糖利用基因的轉錄。與L-阿拉伯糖復合的多形擬桿菌AraR蛋白和與特定DNA操縱子復合的AraR的晶體結構顯示，AraR形成同源二聚體，AraR與L-阿拉伯糖結合導致的構象變化導致形成同源二聚體的兩個AraR單體之間的結合更緊密，但使AraR同源二聚體對DNA結合不利。 對AraR靶標的生物信息學研究預測，AraR除了控制L-阿拉伯糖催化操縱子的表達外，還調節與利用含阿拉伯糖多糖有關的其他基因的表達。最近一項研究表明，AraR較少地抑制PUL中負責阿拉伯糖（阿拉伯糖的聚合物）分解的基因表達，從而為這一預測提供了實驗支持。這種調節允許多形擬桿菌調節阿拉伯糖分解基因產物的產生以適應阿拉伯糖的可用性。此外，這些發現提出了一種可能性，即單糖分解基因的其他細胞質調節因子可能控制含有它們感知的特定單糖的多糖的PUL基因表達。 7 擬桿菌屬對多糖存在飲食偏好 在任何給定時間內，擬桿菌屬在腸道內體驗著復雜的多糖自助餐。那么是否存在多糖利用的優先選擇？如果存在，如何實施？例如，當多形擬桿菌同時暴露于11種多糖的混合物（包括硫酸軟骨素、右旋糖酐、肝素、高半乳糖醛酸、左旋糖苷、果膠半乳糖、阿拉伯聚糖、阿拉伯半乳糖、α-甘露聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸I和淀粉）中時，前6種多糖分解相對應的PULs轉錄被誘導，但后5種多糖的PULs轉錄受到抑制。 相比之下，當多形擬桿菌在上述11種多糖中生長時，就有這樣一個復雜的層次結構。也就是說，先前主要表現出PUL活化的多糖優先于表現出PUL抑制的多糖被利用（除了鼠李糖半乳糖醛酸I，盡管先前報道了PUL基因抑制，但仍表現出優先生長）。在對首選或非首選多糖的生長過程中，也觀察到對特定多糖缺乏明顯偏好或兩種多糖的協同分解。 與人類宿主一樣，不同的擬桿菌屬表現出不同的飲食偏好。在分解宿主來源的粘膜-O-聚糖之前，多形擬桿菌分解硫酸軟骨素、高半乳糖醛酸、左旋糖苷和果膠半乳糖，表明飲食優于宿主來源的多糖。相比之下，脆弱擬桿菌和Bacteroidesmassilensis在淀粉PUL之前激活特定粘膜 O-聚糖PULs的轉錄，表明在這些細菌中偏好宿主來源的多糖。 多種機制似乎控制著擬桿菌中多糖的優先分解。一方面，活化阿拉伯PUL表達的多形擬桿菌HTCS BT0366被認為通過與PUL內的DNA序列結合，直接抑制特定粘膜O-聚糖利用PULs的轉錄。然而，ChIP-seq鑒定的BT0366結合位點與BT0366的擬定硅結合基序（預期影響差異表達粘膜O-聚糖PULs轉錄的區域）或通過電泳遷移率變動分析（Electrophoreticmobility shift assays，EMSAs）體外鑒定的BT0366結合位點不對應。這些結果表明，在存在阿拉伯聚糖的情況下，抑制特定粘膜O-聚糖PULs表達（mRNA水平的倍數變化下降）的替代機制的可能性。 另一方面，軟骨素通過減少磷酸化BT0366（阿拉伯PUL基因轉錄所需的HTCS）的量，發揮其相對于阿拉伯聚糖的偏好作用。通過首選碳水化合物抑制多形擬桿菌中不同的粘膜O-聚糖PULs需要基因上游區域指定其SusC樣和SusD樣蛋白。在脆弱擬桿菌中，粘膜 N-聚糖的利用受到順式編碼的小RNA的抑制，該小RNA在葡萄糖存在的情況下抑制PUL的轉錄。類似的機制可能是抑制多形擬桿菌粘膜O-聚糖利用的原因。 8 決定擬桿菌利用多糖的特定基因 利用非優選碳水化合物所需的基因的轉錄激活受許多變形桿菌種中的環狀單磷酸腺苷（Cyclicadenosyl monophosphate，cAMP）受體蛋白（Receptor protein，CRP）和磷酸烯醇丙酮酸磷酸轉移酶系統（Phosphoenolpyruvatephosphotransferase system，PTS）支配。擬桿菌缺乏與CRP或PTS蛋白表現出序列相似性的基因指定產物。然而，他們確實在多形擬桿菌中指定了一種蛋白命名為BT4338——這讓人聯想到CRP，因為它在多個PUL基因的表達中起關鍵作用，并且是在多種碳水化合物上生長所必需的。在擬桿菌屬中未檢測到cAMP，這引發了有關控制BT4338活性的配體性質或物理條件（例如，溫度或滲透壓）的疑問。 BT4338基因是定菌鼠中幾種擬桿菌的必需條件。缺乏BT4338的多形擬桿菌不能在幾種碳水化合物（包括阿拉伯糖、巖藻糖、葡萄糖醛酸、核糖和木糖）上生長。BT4338突變株在碳水化合物支鏈淀粉、α-甘露聚糖、果膠半乳糖和鼠李糖中的生長也被顯著抑制。 缺乏BT4338的菌株表現出的表型表明BT4338蛋白能夠利用特定碳水化合物的兩種非互斥機制。一方面，BT4338可能以BT4338依賴性方式與生長所必需的碳水化合物利用基因的啟動子區域結合。盡管BT4338調控的直接靶標仍然未知，但基于計算機模擬分析，在其他擬桿菌屬的BT4338基因及其同系物的啟動子區域中檢測是否存在保守的重復序列，推測了預測可被BT4338識別的DNA區域。另一方面，BT4338可能通過控制其他蛋白、小調節RNA和/或代謝物的水平和/或活性，間接調節某些靶標。 BT4338在碳水化合物利用和哺乳動物腸道定植中發揮的關鍵作用加強了代謝和宿主相互作用之間的聯系。在此背景下，變形菌門CRP蛋白對于多種單糖的利用和多種病原體的毒力是必要的。BT4338也可能獨立于多糖利用的控制，調節控制腸道中細菌存活的決定簇的表達。 結論 本文綜述了擬桿菌屬如何利用多糖，主要結論包括以下幾點： ①擬桿菌屬分解宿主膳食、小腸粘膜層和其他細菌表面的復合多糖； ②多種跨膜調控蛋白控制多糖利用基因的轉錄，擬桿菌屬貢獻20%基因組進行多種多糖的轉運和分解，并調控其加工過程，這些基因成簇分布在基因組上的特定區域，成為多糖利用位點（PUL）； ③PUL調控因子包括胞外功能σ因子（ECF-σ）/抗-σ因子、SusR-型、雙組分雜交系統（HTCS）； ④多層次多種調控促進優先利用多糖； ⑤多糖分解的整體調控因子是擬桿菌在哺乳動物腸道內生存所必須。 經過十幾年的研究發現擬桿菌屬中多糖的利用及其調控與變形菌門中碳水化合物利用的控制顯著不同。這些差異既可以通過缺乏與已建立的調節子同源的序列來體現，也可以通過經歷碳水化合物混合物的細菌表現出的獨特行為來體現。也許這對于一個具有降解多種碳水化合物的無與倫比的能力的細菌屬來說并不意外。揭示不同擬桿菌屬中存在的多糖偏好等級，特別是那些具有多種多糖分解功能的擬桿菌屬，可能提供對個體物種棲息在腸道內的獨特生態位以及這些生態位的組成如何受到宿主飲食影響的見解。膜相關轉錄調節因子控制多糖攝取和分解理論被廣泛接受，這提高了營養物質改變擬桿菌屬染色質動力學的可能性，鑒于在該菌屬中預測有五分之一的基因參與碳水化合物的利用，這類基因最有可能間接影響其他細胞功能（例如與細菌生理和與其動物宿主相互作用有關的）。因此，確定控制多種多糖利用的調控因子（如BT4338）并確定其調控的靶標將為擬桿菌屬如何控制其對腸道內不斷變化的營養條件的反應提供重要見解。
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