浙江大學JBC揭示蛋白質調控新機制

　　來自浙江大學生命科學學院生物化學研究所的研究人員，揭示了天藍色鏈霉菌(Streptomyces coelicolor)中ECFσ因子通過蛋白降解途徑調控其在細胞內水平，以及次級代謝產物作為σ因子的調控因子通過正反饋調控模式調節次級代謝過程的機制，從而深刻闡述了σ因子蛋白穩定性與細胞分化的相互調控關系。相關研究論文發表在9月6日的《生物化學雜志》(JBC)。

　　論文的通訊作者是浙江大學求是特聘學者，浙江大學生物化學研究所所長李永泉(Yong-Quan Li)教授。李教授的主要研究方向包括：微生物合成生物學與微生物制藥;以及生物制藥，已發表SCI論文50余篇。毛旭明(Xu-Ming Mao)第一作者是這篇論文的第一作者。

　　天藍色鏈霉菌屬于革蘭氏陽性細菌，是生成三分之二用于醫藥的天然抗生素以及共9000余種具生物活性物質的鏈霉菌大家族中的一員。由于具有復雜的形態發育和生理分化過程，同時能產生豐富的次生代謝產物，其基因組已于2002年測序完成。鏈霉菌作為一種典型的土壤細菌，在生長和生理代謝中常常需要面對不同的生長環境和生存壓力，長期進化形成了一套完整的形態分化和代謝調控機制。

　　σ因子是一類起始基因轉錄過程的調節因子，從結構上可分為σ70和σ54，從功能上則可分為管家σ因子和不同類型的可變σ因子。研究人員已對σ因子開展了廣泛的研究，證實它們可選擇性地招募RNA聚合酶核心酶控制它們的調節元件基因表達，促進快速響應及適應環境壓力。

　　同時為了滿足細菌的生理學需要，ECFσ因子的胞內蛋白質水平和轉錄調控活性也在等多個水平受到精細地調控，其中涉及轉錄、翻譯、抗σ因子的拮抗和蛋白質降解。大多數的ECFσ因子基因表達都可由一些胞外環境信號快速誘導，并頻繁進行自調節從而能夠快速抵制損傷。

　　在以往的研究中，李永泉課題組證實天藍色鏈霉菌中缺失ECFσ因子 SigT或它的抗σ因子RstA可導致在氮有限的培養基上藍色素放線紫紅素(Act)生成減少。此外，他們還發現RstA在SigT的自調節中發揮積極作用。同時，盡管sigT和rstA 的位置彼此接近，但它們卻并沒有同轉錄。這是sigT不同于其他典型ECFσ因子的顯著特征。而在營養豐富的培養基上，△sigT和△rstA突變體顯示形態發育和次級代謝加速。通過這一不同尋常的現象，研究人員發現了sigT蛋白在△rstA突變體中消失。而從前一直未有報道表明RstA對于SigT的潛在獨特調控機制。

　　在這篇新文章中，研究人員提供了更進一步的證據證實RstA是SigT蛋白質穩定的必要條件，RstA降解可以一種雙重正反饋調節模式導致 ClpP/SsrA信號依賴性的SigT降解。研究人員還提出，次級代謝產物有可能充當了適時和不可逆的細胞分化進程中SigT降解的調控因子。這一新機制使得研究人員加深了對于細胞元件協同作用維持轉錄調控因子適當蛋白質水平，以實現正常細胞發育和環境適應機制的認識。