微生物在长期进化过程中形成了多样化的分泌系统，以应对复杂多变的自然环境。这些分泌系统不仅能介导蛋白质、核酸和小分子化合物的跨膜转运，还在微生物的资源竞争、生态位占据以及环境适应等过程中发挥着关键作用。为利用木质素这一丰富的碳源，微生物通过分泌漆酶、过氧化物酶等氧化还原酶实现细胞外木质素的解聚，从而克服异质芳香族聚合物难以直接跨膜转运的瓶颈。细菌过氧化物酶（DyPs）通常依赖其N端或C端信号肽实现分泌。然而近期研究发现，部分缺乏典型信号肽的DyPs仍可有效分泌至胞外环境，表明细菌可能存在尚未认知的新型分泌机制。因此，深入解析木质素降解酶的分泌途径，不仅有助于阐明微生物的生存策略及其在全球碳循环中的作用，也为开发高效的木质素高值化利用技术提供了理论基础。
近日，山东大学海洋研究院林璐教授团队在Communications Biology杂志上发表题为“The secretion of Pseudomonas unconventionalperoxidase facilitates extracellular carbon acquisition from heterogeneous lignin”的研究论文，该研究揭示了一种非常规B型染料脱色过氧化物酶（DypB3152）的分泌机制：在P. putida A514中，DypB3152与六型分泌系统（T6SS）组分VgrG和Hcp相互作用，将其运输到周质空间；随后DypB3152被分选至外膜囊泡（OMVs）中，从而释放到胞外空间。该跨膜转运模型揭示了细菌在营养匮乏环境中利用现有系统生存的巧妙策略。在此基础上，本研究开发了一种OMV表面展示平台，以增强细菌获取胞外碳源的能力。山东大学博士研究生梁丛颖为第一作者，山东大学林璐教授为通讯作者。
该研究以P. putida A514中非常规分泌蛋白DypB3152为研究对象，通过周质蛋白质组结合全基因组分析，确定了T6SS和T0SS系统在DypB3152分泌过程中的功能关联。在此基础上，对T6SS相关元件敲除前后的周质分泌水平进行系统比较分析，结合免疫共沉淀（co-IP）实验，揭示了T6SS结构蛋白VgrG在DypB3152的周质转运过程中的重要作用。同时，该研究还发现位于周质空间中的DypB3152被外膜囊泡(OMVs)包装并分泌至胞外，据此，成功将DypB3152展示到OMV表面。
总而言之，该工作提出了一种T6SS和OMV交联参与木质素降解过氧化物酶的分泌的新机制，拓展了当前研究对于细菌分泌机制的认识。并创新性的将外膜囊泡用于木质素生物催化领域，证实了细菌外膜囊泡作为木质素生物催化纳米反应器的应用潜力。
参考文献：
The secretion of Pseudomonas unconventional peroxidase facilitates extracellular carbon acquisition from heterogeneous lignin. Commun. Biol. 8,1318 (2025).https://doi.org/10.1038/s42003-025-08749-7
