打開水產(chǎn)科學(xué)研究新視角 | 琥珀�；揎椊M+代謝組揭示水產(chǎn)動物病原菌的代謝調(diào)控機(jī)制
本期，小編將為大家?guī)硪黄?9年2月發(fā)表于質(zhì)譜權(quán)威期刊《Molecular & Cellular Proteomics》的文章，該文章運(yùn)用琥珀�；揎棥⒋x組，揭示了水產(chǎn)病原菌的琥珀�；揎椩谌后w感應(yīng)與代謝中的關(guān)鍵作用。
Integrated Succinylome Profiling and Metabolomics Reveal Crucial
Role of S-ribosylhomocysteine lyase
in Quorum Sensing and Metabolism of Aeromonas hydrophila
Molecular & Cellular Proteomics
IF= 5.236
原文鏈接：
https://www.mcponline.org/content/early/2018/10/23/mcp.ra118.001035
研究背景：
嗜水氣單胞菌（Aeromonas hydrophila）是水產(chǎn)養(yǎng)殖中最常見的致病菌之一，能夠?qū)е卖~類的出血性敗血癥。嗜水氣單胞菌屬于革蘭氏陰性菌，其能通過群體感應(yīng)(Quorum sensing，QS)，誘導(dǎo)的信號分子(Autoinducers，AIs)監(jiān)控環(huán)境中菌體濃度，進(jìn)而調(diào)控其致病性。研究發(fā)現(xiàn)，S-核糖基高半胱氨酸裂合酶(S-ribosylhomocysteinelyase，LuxS)的活性在群體感應(yīng)、生物膜形成、生物發(fā)光、毒性和抗生素耐藥等方面發(fā)揮重要作用，然而翻譯后修飾對該蛋白酶的調(diào)控機(jī)制還未曾報道。
材料：
嗜水氣單胞菌ATGCC7966；對照菌株（CK）和 LuxS酶突變菌株（K23R 、K30R、K23E 、K30E）。
技術(shù)方法：
琥珀�；揎椊M，代謝組學(xué)
技術(shù)路線：
實驗結(jié)果：
1. 賴氨酸琥珀�；揎椃治�
對嗜水氣單胞菌ATGCC7966，進(jìn)行賴氨酸琥珀�；揎椃治�。最終總共鑒定到來源于666個蛋白的2174個賴氨酸琥珀酰化位點。進(jìn)一步通過motif分析，得到8個保守基序，賴氨酸琥珀�；蛄谢蚍治霰砻鳎煌N對底物有共同的偏好。蛋白二級結(jié)構(gòu)預(yù)測表明，賴氨酸琥珀�；赡芡ㄟ^二級結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換影響蛋白活性，例如：位于蛋白結(jié)構(gòu)內(nèi)部的賴氨酸位點參與底物酶的結(jié)合和催化活性。
亞細(xì)胞定位、生物功能及通路注釋結(jié)果顯示賴氨酸琥珀酰化修飾蛋白主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，主要參與核心能量代謝、生物合成、翻譯過程和底物結(jié)合等重要功能。蛋白互作分析表明，嗜水氣單胞菌的賴氨酸琥珀酸化蛋白參與到多種代謝途徑中，例如：TCA循環(huán)，戊糖磷酸途徑，糖酵解、糖異生，丙酮酸代謝等。
2. 篩選修飾蛋白進(jìn)行驗證并探究修飾位點功能
進(jìn)一步，作者對6個候選琥珀酰化蛋白進(jìn)行驗證（LuxS、PkG等），先通過Co-IP富集候選的修飾蛋白，隨后利用琥珀�；贵w進(jìn)行WB，證明了這些蛋白確實發(fā)生了琥珀�；揎�。隨后，作者鎖定了一個調(diào)節(jié)群體感應(yīng)自誘導(dǎo)劑AI-2的合成酶-----LuxS進(jìn)行深入研究，通過對LuxS的修飾位點K23R與K30R進(jìn)行突變，研究發(fā)現(xiàn)LuxS蛋白的琥珀�；揎椪{(diào)控該蛋白酶的活性，從而促進(jìn)了AI-2的合成及其與其它細(xì)菌間的交流。
3. LuxS位點突變菌株的代謝組分析
作者進(jìn)一步對LuxS位點突變菌株進(jìn)行代謝組分析，研究一共檢測到271種代謝物。組學(xué)結(jié)果表明， LuxS蛋白酶影響氨基酸、脂肪酸和硫代謝，LuxS通過可逆調(diào)控其K23、K30位點的琥珀�；癄顟B(tài)，巧妙地控制氨基酸、脂肪酸和硫代謝等中心代謝途徑。
小編總結(jié)：
研究作者利用琥珀�；揎椊M進(jìn)行分析與篩選，目的是找到感興趣的蛋白進(jìn)一步分析。由于�；揎棇Υx的廣泛調(diào)節(jié)，作者最后也將目標(biāo)放在一個S-核糖同型半胱氨酸裂合酶（LuxS）上，其首先證明了該酶上的修飾位點對表型的影響。為了進(jìn)一步揭示其更多潛在功能，作者由進(jìn)行了代謝組學(xué)，發(fā)現(xiàn)LuxS上的K30琥珀�；赡芤种苐uxs基因在活化甲基循環(huán)（amc）的作用，并且k23和k30位點都參與氨基酸代謝。最終，研究揭示了嗜水氣蛋白菌中，LuxS酶的賴氨酸琥珀酸化修飾調(diào)控著細(xì)菌的生長及對外界動態(tài)環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制。
本文是一篇思路簡單清晰、邏輯順暢的文章，值得我們借鑒的是，做完修飾組學(xué)之后，鎖定目標(biāo)蛋白，可進(jìn)一步進(jìn)行代謝組的分析，這也是提升文章質(zhì)量的好方法。目前，中科新生命無論在修飾組學(xué)還是代謝組學(xué)方面，均有專業(yè)的技術(shù)平臺保證，且擁有多篇高水平客戶文獻(xiàn)，歡迎感興趣的老師前來咨詢。
