生物通報道  近日來自北京大學生命科學學院及化學與分子工程學院的研究人員在新研究中成功地捕獲了一種酸性分子伴侶蛋白在酸脅迫下的“客戶蛋白”，并依此闡釋了大腸桿菌抵御胃酸的機理。 這一結果于2011年9月4日在線發(fā)表在自然雜志子刊《自然化學生物學》（Nature Chemical Biology）上。

北京大學生命科學學院的昌增益教授及化學與分子工程學院陳鵬研究員為這篇文章的共同通訊作者。昌增益教授是我國*“蛋白質研究”重大科學研究計劃專家組成員，其長期以來的研究方向包括對脅迫條件下生物分子的行為和命運，蛋白質同源寡聚化的生物學意義、機制及進化，以及衰老和休眠的分子機制的研究。陳鵬研究員早年畢業(yè)于北京大學，獲化學和經濟學雙學士；2003年和2007年分別獲美國芝加哥大學碩士和博士學位；后在美國Scripps研究所從事博士后研究；2009年7月應聘北京大學“百人計劃”進入化學生物學系工作。現(xiàn)在主要研究重點是蛋白質特異標記和蛋白質藥物化學，發(fā)表高水平論文10多篇。

作為哺乳動物體內酸性zui強的器官，胃所含的強酸性胃液（pH值為1-3）是人和動物抵御絕大多數微生物病菌的一道天然屏障。然而，腸道病原菌能夠在強酸性的胃液下存活，并進而造成腸道感染。

大腸桿菌的變異菌株依舊嚴重地威脅著人類的健康，尤其是zui近源于德國的致死性H104:04型大腸桿菌的爆發(fā)，在整個歐洲都造成了恐慌。對于包括大腸桿菌和志賀氏菌在內的腸道病原體微生物來說，順利地通過人體胃液是它們對腸道進行感染的先決條件。因此，深刻理解大腸桿菌的抗酸性機理將極大地加深我們對這類病原菌的認識，為今后發(fā)展新型抗生素奠定基礎。

在這篇文章中，研究人員利用開發(fā)的一種全新的蛋白質光交聯(lián)探針，成功地捕捉了大腸桿菌體內的一個關鍵酸性分子伴侶HdeA的作用底物。對其中的兩個本身也是分子伴侶的關鍵“客戶蛋白”DegP 和SurA的進一步研究，使他們發(fā)現(xiàn)了一種不依賴于ATP的“分子伴侶-保護分子伴侶”的*機制，并證明細菌利用這一作用來增加其逃逸胃酸防線的成功率。

該文章所描述的一種不以ATP作為能量貨幣的分子伴侶間相互作用，以及細菌通過這一相互作用來抵抗胃酸的全新發(fā)現(xiàn)都在上屬報道，一經發(fā)表就引起了廣泛的關注。 Nature Asia-Pacific在2011年9月5日在其上作為亮點介紹了該工作，美國化學會的*雜志《化學與化工新聞》（Chemical & Engineering News）以News Coverage的形式于2011年9月7日報道了這一工作。

該研究得到了*、國家自然科學基金委和北京大學985計劃的資助。

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

A genetically incorporated crosslinker reveals chaperone cooperation in acid resistance

Acid chaperones are essential factors in preserving the protein homeostasis for enteric pathogens to survive in the extremely acidic mammalian stomach （pH 1–3）. The client proteins of these chaperones remain largely unknown, primarily because of the exceeding difficulty of determining protein-protein interactions under low-pH conditions. We developed a genetically encoded, highly efficient protein photocrosslinking probe, which enabled us to profile the in vivo substrates of a major acid-protection chaperone, HdeA, in Escherichia coli periplasm. Among the identified HdeA client proteins, the periplasmic chaperones DegP and SurA were initially found to be protected by HdeA at a low pH, but they subsequently facilitated the HdeA-mediated acid recovery of other client proteins. This unique, ATP-independent chaperone cooperation in the ATP-deprived E. coli periplasm may support the acid resistance of enteric bacteria. The crosslinker would be valuable in unveiling the physiological interaction partners of any given protein and thus their functions under normal and stress conditions.

來源：生物通