天津工生所揭示枯草芽孢杆菌非经典分泌途径的选择机制

非经典分泌途径在细菌中普遍存在，能够分泌不具有典型信号肽的蛋白。枯草芽孢杆菌利用非经典分泌途径可分泌多种细胞质蛋白，但其分泌机制知之甚少。目前在非经典分泌途径研究中有多个公认的热点问题：非经典蛋白分泌的通道挖掘；非经典蛋白分泌的选择机制，非经典蛋白如何定位，非经典蛋白分泌对菌株具有怎样的生理意义等。

中国科学院天津工业生物技术研究所研究员张大伟带领的蛋白质合成细胞工厂与微生物代谢研究团队，以外源非经典分泌蛋白RDPE（阿洛酮糖异构酶）为模式蛋白，研究了该蛋白在枯草芽孢杆菌中的分泌机制。通过分析目标蛋白RDPE在菌体生长时期的分泌效率，发现该蛋白的分泌并不是简单的细胞裂解。同时对蛋白RDPE 的N端、C端及疏水性区域进行了一系列突变，发现这些区域对蛋白质的结构稳定性及分泌能力起着重要作用。研究还发现，只有完整的四聚体蛋白RDPE才可引导报告蛋白GFP分泌，推测蛋白RDPE以四聚体形式分泌。通过检测交联的四聚体分泌能力，发现RDPE以四聚体单位在胞内形成然后分泌到胞外。研究团队随后对枯草芽孢杆菌中的12种内源非经典分泌蛋白的结构进行了研究，其中10种蛋白在胞内外以多聚体形式存在（三聚体，五聚体，七聚体等），并且这些蛋白聚集在细胞的两极及隔膜区域。综上所述，非经典分泌途径倾向于分泌多聚体蛋白，这也是关于蛋白多聚体分泌的首次报道，阐释了非经典分泌途径的选择机制。

该研究得到国家自然科学基金等资助，相关研究成果发表在《科学报告》（Scientific Reports）杂志，天津工生所博士研究生赵留群及助理研究员陈景奇为论文共同第一作者。

蛋白突变实验说明多聚体是形成稳定构型并通过非经典途径分泌的重要条件

10种非经典蛋白都是以多聚体形式分泌FbaA (五聚体), GapA (三聚体), GroEL (二聚体), KatA (四聚体), PdhD (二聚体), RocF (五聚体), SodA (二聚体), YcgN (四聚体), YwjH (七聚体) YceD (二聚体)

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