生物通報道  近日來自北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及化學(xué)與分子工程學(xué)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(jī)理。 這一結(jié)果于2011年9月4日在線發(fā)表在自然雜志子刊《自然化學(xué)生物學(xué)》（Nature Chemical Biology）上。

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的昌增益教授及化學(xué)與分子工程學(xué)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(zhì)研究”重大科學(xué)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(yùn)，蛋白質(zhì)同源寡聚化的生物學(xué)意義、機(jī)制及進(jìn)化，以及衰老和休眠的分子機(jī)制的研究。陳鵬研究員早年畢業(yè)于北京大學(xué)，獲化學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)雙學(xué)士；2003年和2007年分別獲美國芝加哥大學(xué)碩士和博士學(xué)位；后在美國Scripps研究所從事博士后研究；2009年7月應(yīng)聘北京大學(xué)“百人計劃”進(jìn)入化學(xué)生物學(xué)系工作?，F(xiàn)在主要研究重點是蛋白質(zhì)特異標(biāo)記和蛋白質(zhì)藥物化學(xué)，發(fā)表高水平論文10多篇。

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

大腸桿菌的變異菌株依舊嚴(yán)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(nèi)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(jìn)行感染的先決條件。因此，深刻理解大腸桿菌的抗酸性機(jī)理將極大地加深我們對這類病原菌的認(rèn)識，為今后發(fā)展新型抗生素奠定基礎(chǔ)。

在這篇文章中，研究人員利用開發(fā)的一種全新的蛋白質(zhì)光交聯(lián)探針，成功地捕捉了大腸桿菌體內(nèi)的一個關(guān)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(guān)鍵“客戶蛋白”DegP 和SurA的進(jìn)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(hù)分子伴侶”的*機(jī)制，并證明細(xì)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(xì)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(jīng)發(fā)表就引起了廣泛的關(guān)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(xué)會的*雜志《化學(xué)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(xué)基金委和北京大學(xué)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