PqsE通过双重调控铜绿假单胞菌群体感应转录因子RhlR活性实现基因表达的精准适配

本研究揭示了铜绿假单胞菌(Pa)中PqsE-RhlR蛋白互作的全新调控机制：通过结合群体感应(QS)信号分子C4-HSL和靶向不同启动子序列，RhlR可形成多种功能构象。在异源大肠杆菌(E. coli)和Pa模型中证实，PqsE作为分子适配器，使RhlR对rhlA（PqsE非依赖）、phzM（PqsE依赖）和azeB（PqsE抑制）三类靶基因产生浓度依赖性差异调控，为开发靶向该互作的新型抗菌剂奠定理论基础。

　　铜绿假单胞菌的生存智慧：PqsE如何"调音"RhlR的转录交响曲

群体感应(QS)作为细菌的"语言系统"，在铜绿假单胞菌(Pa)的致病过程中扮演着指挥者角色。这项研究聚焦于QS核心转录因子RhlR与神秘搭档PqsE的精妙共舞，揭示了病原菌精准调控毒力基因表达的分子密码。

解码RhlR的双重依赖机制
不同于传统LuxR家族蛋白仅需结合自体诱导剂(AI)，RhlR需要同时"牵手"两个伙伴：信号分子C₄-HSL和代谢酶PqsE。这种双重调控开关使Pa能根据细胞密度和环境变化，像交响乐指挥般精确控制不同毒力基因的"音量"。通过构建包含PqsE(WT)、PqsE(D73A)（酶活缺失但结合正常）、PqsE(E182W)（弱结合）和PqsE(NI)（非结合）的突变体库，研究团队绘制出RhlR活性的精细图谱。

rhlA基因：基础声部的稳健演奏
编码鼠李糖脂合成酶的rhlA代表经典QS靶基因。实验显示，无PqsE时RhlR需要极高浓度C₄-HSL（EC₅₀=12μM）激活转录；而PqsE结合使灵敏度提升100倍（EC₅₀=118nM）。值得注意的是，PqsE(E182W)突变体呈现中间表型，完美印证"结合强度-激活效率"的正相关。在Pa模型中，这一规律被完美复现，证实该调控不依赖其他宿主因子。

phzM基因：危险乐章的安全阀
负责合成剧毒色素pyocyanin的phzM展现出截然不同的调控模式。在无PqsE时，即使超高浓度C₄-HSL也无法激活转录；而PqsE结合后，基因表达呈现"钟形曲线"——在200nM C₄-HSL达峰后迅速抑制。这种"自杀抑制"机制或为避免高密度时pyocyanin的自身毒性。Pyocyanin产量测定实验证实，PqsE(E182W)菌株产量仅为野生型的26%，为药物靶点验证提供关键依据。

azeB基因：反转调控的谜题
最令人惊讶的发现来自aze操纵子。PqsE在无C₄-HSL时微弱激活azeB，但在结合C₄-HSL后反而强烈抑制转录。这种"双相切换"模式暗示RhlR可能形成不同寡聚体状态：PqsE稳定某种抑制性构象，而游离RhlR二聚体则促进转录。该发现为理解临床las突变株中aze基因的异常表达提供新视角。

分子适配器的调控哲学
研究提出创新模型：PqsE如同"变构调节器"，通过改变RhlR的构象状态实现对不同启动子的差异化识别。这种机制使Pa能根据环境信号（如细胞密度、代谢状态）精确调配毒力因子"鸡尾酒"——持续分泌鼠李糖脂，适时关闭pyocyanin生产，动态调节aze天然产物。这种精准调控或是Pa成为"超级病原体"的关键进化策略。

该研究不仅破解了Pa毒力调控的核心密码，更为抗感染药物开发指明新方向。靶向PqsE-RhlR相互作用界面，或可设计出能选择性阻断特定毒力通路的新型"精准抗菌剂"，为应对抗生素耐药危机提供创新解决方案。