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科學(xué)家揭示枯草芽孢桿菌非經(jīng)典分泌途徑的選擇機制

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科學(xué)家揭示枯草芽孢桿菌非經(jīng)典分泌途徑的選擇機制

摘要: 　　非經(jīng)典分泌途徑在細(xì)菌中普遍存在，能夠分泌不具有典型信號肽的蛋白�？莶菅挎邨U菌利用非經(jīng)典分泌途徑可分泌多種細(xì)胞質(zhì)蛋白，但其分泌機制知之甚少。目前在非經(jīng)典分泌途徑學(xué)習(xí)中有多個公認(rèn)的熱點問題：非經(jīng)典蛋白 ...

　　非經(jīng)典分泌途徑在細(xì)菌中普遍存在，能夠分泌不具有典型信號肽的蛋白。枯草芽孢桿菌利用非經(jīng)典分泌途徑可分泌多種細(xì)胞質(zhì)蛋白，但其分泌機制知之甚少。目前在非經(jīng)典分泌途徑學(xué)習(xí)中有多個公認(rèn)的熱點問題：非經(jīng)典蛋白分泌的通道挖掘；非經(jīng)典蛋白分泌的選擇機制，非經(jīng)典蛋白如何定位，非經(jīng)典蛋白分泌對菌株具有怎樣的生理意義等。
　　中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)學(xué)習(xí)所學(xué)習(xí)員張大偉帶領(lǐng)的蛋白質(zhì)合成細(xì)胞工廠與微生物代謝學(xué)習(xí)團(tuán)隊，以外源非經(jīng)典分泌蛋白RDPE（阿洛酮糖異構(gòu)酶）為模式蛋白，學(xué)習(xí)了該蛋白在枯草芽孢桿菌中的分泌機制。通過分析目標(biāo)蛋白RDPE在菌體生長時期的分泌效率，發(fā)現(xiàn)該蛋白的分泌并不是簡單的細(xì)胞裂解。同時對蛋白RDPE 的N端、C端及疏水性區(qū)域進(jìn)行了一系列突變，發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域?qū)Φ鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及分泌能力起著重要作用。學(xué)習(xí)還發(fā)現(xiàn)，只有完整的四聚體蛋白RDPE才可引導(dǎo)報告蛋白GFP分泌，推測蛋白RDPE以四聚體形式分泌。通過檢測交聯(lián)的四聚體分泌能力，發(fā)現(xiàn)RDPE以四聚體單位在胞內(nèi)形成然后分泌到胞外。學(xué)習(xí)團(tuán)隊隨后對枯草芽孢桿菌中的12種內(nèi)源非經(jīng)典分泌蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了學(xué)習(xí)，其中10種蛋白在胞內(nèi)外以多聚體形式存在（三聚體，五聚體，七聚體等），并且這些蛋白聚集在細(xì)胞的兩極及隔膜區(qū)域。綜上所述，非經(jīng)典分泌途徑傾向于分泌多聚體蛋白，這也是關(guān)于蛋白多聚體分泌的首次報道，闡釋了非經(jīng)典分泌途徑的選擇機制。
　　該學(xué)習(xí)得到國家自然科學(xué)基金等資助，相關(guān)學(xué)習(xí)成果發(fā)表在科學(xué)報告（Scientific Reports）雜志，天津工生所博士學(xué)習(xí)生趙留群及助理學(xué)習(xí)員陳景奇為論文共同第一作者。

　　蛋白突變實驗說明多聚體是形成穩(wěn)定構(gòu)型并通過非經(jīng)典途徑分泌的重要條件

　　10種非經(jīng)典蛋白都是以多聚體形式分泌FbaA (五聚體)， GapA (三聚體)， GroEL (二聚體)， KatA (四聚體)， PdhD (二聚體)， RocF (五聚體)， SodA (二聚體)， YcgN (四聚體)， YwjH (七聚體) YceD (二聚體)科學(xué)家揭示枯草芽孢桿菌非經(jīng)典分泌途徑的選擇機制  |  責(zé)任編輯：蟲子
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