细菌在蓝光下止步

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

这是与Disease Prone的James合作的两部分文章的第二部分。第一部分可以在这里找到，介绍了鲍曼不动杆菌以及其在蓝光下的奇怪行为。这一部分着眼于导致这种行为的分子生化细节。

鲍曼不动杆菌对光反应的能力取决于BlsA基因的表达，BlsA代表蓝光感应A。计算机分析（即在计算机上完成的工作）表明，该基因存在于几种不同的不动杆菌属物种中，并在其N-末端包含一个蓝光感应-使用-黄素 (BLUF) 结构域。

所有蛋白质都有两个末端，一个N-末端和一个C-末端。在许多细菌蛋白质中，一个末端包含对刺激的受体，而另一个末端包含激活剂，激活剂执行对该刺激的分子反应。例如，一种识别砷的蛋白质将具有一个识别砷离子的结构域，以及一个激活另一种蛋白质的结构域，该蛋白质导致细胞对砷做出反应。

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到目前为止，在 BlsA 蛋白中只发现了一个传感器结构域，这就是 BLUF 结构域。为了使蛋白质发挥作用，很可能存在一个激活剂结构域，但到目前为止，还没有关于它可能是什么的线索。

由于“结构域”只是一个蛋白质环，并且由于进化喜欢重复使用部件，因此相同的结构域经常可以在许多不同的蛋白质中找到。BLUF 结构域也不例外。这意味着一旦您识别出 BLUF 结构域，您就可以使用具有相同结构域的相关蛋白质来收集有关其工作原理的信息。在发现它的每种蛋白质中，BLUF 都具有相同的工作——借助称为黄素的小分子来感知蓝光。事实上，BLUF 结构域不仅在细菌中发现，而且也被一些真核生物使用；在小型藻类原生生物（眼虫，对于我知道会感兴趣的原生生物学家，见下方第三篇参考文献）中感知蓝光。

黄素是控制蓝光依赖性反应的常用分子，因为它可以在蓝光存在下改变与其连接的蛋白质的氧化还原状态。黄素相关分子存在于多种植物以及土壤细菌红杆菌中，红杆菌含有可用作转录因子的 BLUF 结构域蛋白——转录因子是直接影响细菌 DNA 表达的蛋白质。因此，在蓝光存在下，这些蛋白质可以开启基因以产生细胞反应。

尚不确定鲍曼不动杆菌的 BlsA 蛋白是否充当转录因子，但一个有趣的要点是其活性是温度依赖性的。在 24 摄氏度时，BlsA 表达并观察到效果，但是如果细菌在 37 摄氏度下孵育，则产生的 BlsA 减少五倍。该论文没有深入探讨温度的影响，但这是一个非常有趣的研究方向，因为大多数细菌实验仅在一个温度下完成，即细菌生长的最佳温度。虽然这对于实验控制很有用，但可能会导致研究人员错过生理相关的重要的影响。就作为人类病原体的鲍曼不动杆菌而言，37 摄氏度可能表明它已到达人体内部，因此无论多么黑暗，细菌都希望留在原地！

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