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Nat Microbiol | 刘斌/王磊/张锴/黄笛合作揭示蛋白琥珀酰化修饰在细菌生理功能（致病性调控）中的作用

BioArt · 公众号 · 生物 · 2025-02-06 09:12

正文

赖氨酸琥珀酰化是一种近年来备受关注的翻译后修饰，参与了真核细胞中多种生理过程，如代谢调节、表观遗传调控、信号传导等。琥珀酰化修饰会在在修饰残基上产生两个单位的电荷变化，类似于磷酸化的效果；同时，它还会引入一个体积较大的基团，显著改变蛋白质的结构和功能。尽管琥珀酰化修饰在肿瘤、肝脏疾病、神经疾病、代谢性疾病和植物胁迫等领域中已被广泛研究，但其在细菌中的生物学意义和调控机制却鲜为人知。

近日，南开大学传染病溯源预警与智能决策全国重点实验室/泰达生物技术研究院的刘斌教授、王磊教授，天津医科大学基础医学院张锴教授，南开大学泰达生物技术研究院黄笛副研究员合作在 Nature Microbiology 期刊上发表了文章 “ Microbiota-derived succinate promotes enterohaemorrhagic Escherichia coli virulence via lysine succinylation ”，首次 揭示了蛋白琥珀酰化修饰在细菌生理功能（致病性调控）中的重要作用。

该工作在重要病原体—肠出血性大肠杆菌（EHEC）中首次发现，蛋白琥珀酰化修饰可以直接调控细菌在宿主体内的致病能力。研究发现，当EHEC进入宿主体内后，肠道菌群产的琥珀酸会诱发EHEC中一个关键调控因子PurR的K24和K55位点上的琥珀酰化修饰水平的显著提高。这一修饰水平的升高会解除PurR对细菌关键致病因子—三型分泌系统表达的抑制作用，从而增强EHEC对肠黏膜上皮细胞的粘附能力，并在动物模型中显著提高EHEC的肠道定植能力和引发的组织病理损伤。此外，通过生物信息分析和一系列生化实验，团队成功鉴定了催化PurR琥珀酰化修饰的转移酶，这是原核生物中第一个被报道的催化蛋白琥珀酰化修饰的转移酶。这一发现不仅揭示了琥珀酰化修饰在细菌致病性调控中的重要作用，还为未来开发针对细菌感染的新型治疗策略提供了理论基础。该研究极大拓展了对于细菌致病性调控机制的认识，具有重要的科学意义和应用前景。

南开大学传染病溯源预警与智能决策全国重点实验室/泰达生物技术研究院的刘斌教授、王磊教授，天津医科大学基础医学院张锴教授，南开大学泰达生物技术研究院黄笛副研究员为论文的通讯作者。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41564-025-01931-x

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