Metabolic plasticity enables lifestyle transitions of Porphyromonas gingivalis.
Metabolic plasticity enables lifestyle transitions of Porphyromonas gingivalis.
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DOI：
10.1038/s41522-021-00217-4
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发表时间：
2021-05-24
影响因子：
9.2
通讯作者：
Davey ME
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Moradali MF;Davey ME
我们对口腔厌氧菌牙龈卟啉单胞菌如何在牙龈线以下持续存在、诱导生态变化并促进多种微生物感染的了解仍然有限。牙龈卟啉单胞菌长期以来被描述为一种高度蛋白水解和溶砷的病原体，其利用蛋白质底物作为能量产生和增殖的主要来源。在这里，我们报告牙龈卟啉单胞菌显示出代谢可塑性，使得能够利用非蛋白质底物，特别是单羧酸丙酮酸盐和乳酸盐，以及人血清组分，用于定植和生物膜形成。我们表明，丙酮酸盐的碳水化合物的还原是由氨基酸的催化作用提供动力的。同时，菌毛粘附的表达上调，导致生物膜形成的增强，刺激多物种生物膜发育，以及牙龈卟啉单胞菌对原代牙龈上皮细胞的定殖和侵袭增加。这些研究首次揭示了牙龈卟啉单胞菌的代谢可塑性及其对宿主生态位营养条件的适应性。我们的研究结果支持的模型，在响应特定的营养参数，牙龈卟啉单胞菌有可能促进宿主定植和发展的病原体社区。
Our understanding of how the oral anaerobe Porphyromonas gingivalis can persist below the gum line, induce ecological changes, and promote polymicrobial infections remains limited. P. gingivalis has long been described as a highly proteolytic and asaccharolytic pathogen that utilizes protein substrates as the main source for energy production and proliferation. Here, we report that P. gingivalis displays a metabolic plasticity that enables the exploitation of non-proteinaceous substrates, specifically the monocarboxylates pyruvate and lactate, as well as human serum components, for colonization and biofilm formation. We show that anabolism of carbohydrates from pyruvate is powered by catabolism of amino acids. Concomitantly, the expression of fimbrial adhesion is upregulated, leading to the enhancement of biofilm formation, stimulation of multispecies biofilm development, and increase of colonization and invasion of the primary gingival epithelial cells by P. gingivalis. These studies provide the first glimpse into the metabolic plasticity of P. gingivalis and its adaptation to the nutritional condition of the host niche. Our findings support the model that in response to specific nutritional parameters, P. gingivalis has the potential to promote host colonization and development of a pathogenic community.
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DOI：
10.1085/jgp.16.6.961
发表时间：
1933-07-20
期刊：
The Journal of general physiology
影响因子：
--
作者：
Baumberger JP;Jürgensen JJ;Bardwell K
通讯作者：
Bardwell K
DOI：
10.1016/s0360-3016(01)01630-3
发表时间：
2001-10-01
影响因子：
7
作者：
Brizel, DM;Schroeder, T;Mueller-Klieser, W
通讯作者：
Mueller-Klieser, W
影响因子：
9.3
作者：
Debray, Francois-Guillaume;Mitchell, Grant A.;Lambert, Marie
通讯作者：
Lambert, Marie
DOI：
10.1038/ismej.2010.30
发表时间：
2010-08
期刊：
The ISME journal
影响因子：
--
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
3.1
作者：
Avila M;Ojcius DM;Yilmaz O
通讯作者：
Yilmaz O