最近，中國科學(xué)院微生物研究所錢(qián)韋研究組在PLoS Pathogens上在線(xiàn)發(fā)表了一項題為Cyclic-di-GMP binds histidine kinase RavS to control RavS-RavR phosphotransfer and regulates the bacterial lifestyle transition between virulence and swimming 的成果，該研究發(fā)現一種細菌控制生活方式轉變的生物化學(xué)新機制。
絕大多數動(dòng)、植物病原細菌是所謂條件型致病菌（opportunistic pathogen）。這類(lèi)病原在正常生存（free-living）時(shí)對寄主無(wú)害甚至有益。但是，當它們侵入到寄主體內，或進(jìn)入到非正常生活的寄主組織中，細菌可能因生境發(fā)生劇烈變化（比如受到免疫系統的攻擊）而表達毒力因子，轉而用**生活（virulence）來(lái)保護自己。例如，共生于人類(lèi)皮膚表面的金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、鏈球菌等細菌對人體無(wú)害，而一旦通過(guò)傷口進(jìn)入體內則可能導致嚴重感染和各種機體炎癥。因此，對于條件致病型細菌而言，從自由生存到**生活的相互轉變是其生存斗爭的需要，受到細菌細胞感知系統的精細控制。
這項新研究發(fā)現：植物病原細菌－野油菜黃單胞菌細胞內一個(gè)名為RavS的受體在控制細菌生存方式轉變中發(fā)揮著(zhù)重要作用：RavS是一種組氨酸激酶，當其處于高磷酸化水平時(shí)，它控制細菌游動(dòng)，但抑制細菌的毒力；但當RavS處于低磷酸化水平時(shí)，它雖然對毒力沒(méi)有控制作用，但卻抑制細菌的游動(dòng)性。因此，當細菌需要從自由生存狀態(tài)向**狀態(tài)轉變時(shí)，RavS的磷酸化水平必須下降到較低水平。研究發(fā)現，這一下降過(guò)程是由細菌細胞內第二信使分子c-di-GMP（環(huán)二鳥(niǎo)苷單磷酸）嚴格控制的：c-di-GMP直接接合到RavS的ATP酶區，顯著(zhù)增強了它的磷酸轉移酶活性。在將磷酸基團“甩”給下游反應調節蛋白RavR以后，RavS的磷酸化水平自然回歸到較低水平，從而解除對細菌毒力因子表達的抑制作用。因此，c-di-GMP信號分子與受體RavS的相互作用是調控細菌自由生活向**轉變的關(guān)鍵環(huán)節。
值得注意的是，在上述控制過(guò)程中，細菌雙組分信號轉導系統RavS-RavR之間的特異性關(guān)系不但決定于這兩個(gè)蛋白的一級序列，而且需要c-di-GMP信號分子的驅動(dòng)。因此，研究新發(fā)現了一種控制細菌雙組分信號轉導系統特異性的生物化學(xué)機制，并為發(fā)展新型抗菌化合物提供了關(guān)鍵分子作用靶標。
該研究主要由錢(qián)韋研究組的博士后程壽廷完成。此項研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中科院戰略性先導科技專(zhuān)項和國家杰出青年科學(xué)基金等的聯(lián)合資助。
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