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)控機制 點擊次數(shù)：14 發(fā)布日期：2019-5-30
 隨著組學(xué)研究步入后基因組時代，蛋白質(zhì)組、修飾蛋白質(zhì)組、代謝組、多組學(xué)研究逐步向生命科學(xué)研究的各個領(lǐng)域滲透。盡管，相對于發(fā)展迅速的醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，水產(chǎn)科學(xué)中對修飾組等較新組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用起步較晚，但目前已有不少高質(zhì)量文章發(fā)表，這為水產(chǎn)科學(xué)研究領(lǐng)域打開了新的研究視角。

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，該文章運用琥珀?；揎?、代謝組，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. 賴氨酸琥珀酰化修飾分析

對嗜水氣單胞菌ATGCC7966，進行賴氨酸琥珀?；揎椃治觥Ｗ罱K總共鑒定到來源于666個蛋白的2174個賴氨酸琥珀?；稽c。進一步通過motif分析，得到8個保守基序，賴氨酸琥珀?；蛄谢蚍治霰砻?，不同菌種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?；揎椀鞍字饕嬖谟诩?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. 篩選修飾蛋白進行驗證并探究修飾位點功能

進一步，作者對6個候選琥珀?；鞍走M行驗證（LuxS、PkG等），先通過Co-IP富集候選的修飾蛋白，隨后利用琥珀酰化抗體進行WB，證明了這些蛋白確實發(fā)生了琥珀酰化修飾。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進行深入研究，通過對LuxS的修飾位點K23R與K30R進行突變，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

作者進一步對LuxS位點突變菌株進行代謝組分析，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進行分析與篩選，目的是找到感興趣的蛋白進一步分析。由于?；揎棇Υx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。為了進一步揭示其更多潛在功能，作者由進行了代謝組學(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，可進一步進行代謝組的分析，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。