合成生物催化剂摘译自:http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-25988-4

  以丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸残基为基础的磷酸化修饰是真核生物中常见且影响深远的翻译后修饰,多达 75% 的酵母或人类蛋白质受磷酸化调控。然而最近的报道显示,大约 20% 的大肠杆菌蛋白质上发现了 2000 多个磷酸化位点。大肠杆菌中的磷酸化修饰究竟会对大肠杆菌产生怎样的影响成为一个亟待弄清的问题。

  近日来自苏黎世联邦理工学院的Uwe Sauer团队在《Nature Communications》杂志上发表研究“Extensive regulation of enzyme activity by phosphorylation in Escherichia coli”。以蛋白质组学为手段分析表征了大肠杆菌中心代谢途径所需蛋白质上以丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸残基为基础的磷酸化修饰之间的功能相关性。将23个中心代谢途径相关酶的52 个磷酸化位点突变为不可磷酸化的氨基酸或残基影响与磷酸化相近的氨基酸,发现其中有 44 个位点的变化会影响大肠杆菌生长表型和细胞内代谢组情况。证明了单个磷酸位点会影响酶活性并调节糖酵解、甲基乙二醛旁路、乙酸代谢以及戊糖磷酸 (PP) 和去氧酮糖酸途径 (ED) 通路之间碳流分配情况。发现单个磷酸化位点会以屏蔽底物结合位点、限制结构动力学的方式影响大肠杆菌体内的代谢活动。

以下是文章中的一些发现:

  152 个磷酸位点中 30 个的突变影响了至少一种条件下的生长速率(与野生型生长速率的差异≥ 10%p < 0.05

  2、平均而言,磷突化位点突变菌株的生长缺陷不如缺失菌株明显。 模拟磷酸集团修饰和消除磷酸基团的氨基酸产生的生长效应表明磷酸化可以同时具有激活和抑制作用

  3、体外实验表面部分磷酸化修饰会影响折叠的正确率。

  4、磷酸化直接抑制 Pta TpiA蛋白活性,对 Gnd PykF 蛋白活性的影响是间接的。

  5、总体来说,大肠杆菌中的功能性磷酸位点比例高于真核生物。

 

Gnd基因磷酸化对碳流的影响

(徐毅诚摘译)


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