Sulfamethoxazole drug stress upregulates antioxidant immunomodulatory metabolites in Escherichia coli.
Sulfamethoxazole drug stress upregulates antioxidant immunomodulatory metabolites in Escherichia coli.
复制标题
DOI：
10.1038/s41564-020-0763-4
复制
发表时间：
2020-11
影响因子：
28.3
通讯作者：
Crawford JM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Park HB;Wei Z;Oh J;Xu H;Kim CS;Wang R;Wyche TP;Piizzi G;Flavell RA;Crawford JM
大肠杆菌是微生物学中的重要模式生物，也是人类微生物群的重要成员。环境中的分离株很容易在人类和其他动物的胃肠道中定植，并且它们可以在宿主中发挥多种益生菌、益生菌和致病菌的作用。某些菌株与炎症性肠病（IBD）的严重程度相关;然而，在分子水平上，不同的免疫调节表型在很大程度上仍然未知。在这里，我们解码了一个以前未知的E。大肠杆菌代谢途径，产生一个家庭的杂交蝶呤-苯丙酮酸共轭物，我们命名为colipterins。代谢物被亚抑制水平的抗叶酸剂磺胺甲恶唑（SMX）上调，SMX用于治疗感染，包括IBD患者。folX/M和aspC/tyrB基因分别参与单蝶呤生物合成和芳香族氨基酸转氨作用，是启动colipterin途径所必需的。我们发现，colipterins是抗氧化剂，在人体主要组织中具有多种免疫活性，激活抗炎性白细胞介素-10（IL-10），并改善结肠炎小鼠模型中的结肠炎症状。我们的研究确定了抗叶酸应激反应在大肠杆菌。并将其相关代谢物与IBD的主要免疫学标志物联系起来。
Escherichia coli is an important model organism in microbiology and a prominent member of the human microbiota. Environmental isolates readily colonize the gastrointestinal tracts of humans and other animals, and they can serve diverse probiotic, commensal, and pathogenic roles in the host. Certain strains have been associated with the severity of inflammatory bowel disease (IBD); however, the diverse immunomodulatory phenotypes remain largely unknown at the molecular level. Here, we decode a previously unknown E. coli metabolic pathway that produces a family of hybrid pterin-phenylpyruvate conjugates, which we named the colipterins. The metabolites are upregulated by sub-inhibitory levels of the antifolate sulfamethoxazole (SMX), which is used to treat infections, including in IBD patients. The genes folX/M and aspC/tyrB involved in monapterin biosynthesis and aromatic amino acid transamination, respectively, were required to initiate the colipterin pathway. We show that the colipterins are antioxidants, harbor diverse immunological activities in primary human tissues, activate anti-inflammatory interleukin-10 (IL-10), and improve colitis symptoms in a colitis mouse model. Our study defines an antifolate stress response in E. coli and links its associated metabolites to a major immunological marker of IBD.
登录
查看更多内容
影响因子：
16.6
作者：
Arthur, Janelle C.;Gharaibeh, Raad Z.;Muehlbauer, Marcus;Perez-Chanona, Ernesto;Uronis, Joshua M.;McCafferty, Jonathan;Fodor, Anthony A.;Jobin, Christian
通讯作者：
Jobin, Christian
影响因子：
32.4
作者：
Dorrestein PC;Mazmanian SK;Knight R
通讯作者：
Knight R
影响因子：
3.5
作者：
BAKER, DJ;BEDDELL, CR;STAMMERS, DK
通讯作者：
STAMMERS, DK
影响因子：
32.4
作者：
Kamanaka, Masahito;Kim, Sean T.;Flavell, Richard A.
通讯作者：
Flavell, Richard A.
影响因子：
6.4
作者：
Feirer N;Xu J;Allen KD;Koestler BJ;Bruger EL;Waters CM;White RH;Fuqua C
通讯作者：
Fuqua C