中科新生命助力姚玉峰课题组揭开更多的细菌乙酰化修饰面纱
中科新生命 · 2017/12/08
“细菌乙酰化修饰”与“DNA复制”,不得不说的那些事儿

上海中科新生命(APTBIO),成立于2004年,专注于质谱技术方法在科技服务、生物医药、精准医疗领域的应用开发。在13年的质谱服务经验中,累积了大量修饰组学的经验,并联合全球优质抗体供应商-CST,为各大研究机构提供高质量的翻译后修饰蛋白质组学研究,除本篇报道中提到的乙酰化之外,还有磷酸化、泛素化、糖基化、甲基化等方面均有建树。

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Acetylation of Lysine 243 Inhibits the oriC Binding Ability of DnaA in Escherichia coli (IF 4.074)

大肠杆菌中DnaA (K178)乙酰化修饰能够抑制其与oriC的结合能力

五十多年前人类就已经发现了蛋白质存在乙酰化修饰的现象,近年来发现,除组蛋白外,大量非组蛋白也存在赖氨酸乙酰化,此外,很多研究表明原核生物也普遍存在乙酰化修饰,且广泛地参与细胞生理活动的各个方面,赖氨酸乙酰化已然成为生命科学领域研究的前沿热点。

姚玉峰课题组长期致力于乙酰化修饰研究,以重要的原核生物如大肠杆菌、肠道病原菌沙门菌等为研究对象,在该领域做出了一系列原创性发现。本文是继课题组去年发现DnaA (K178)乙酰化修饰对调控大肠杆菌DNA复制至关重要(Qiufen Zhang et al., Reversible lysine acetylation is involved inDNA replication initiation by regulating activities of initiator DnaA inEscherichia coli, 2016)之后,在乙酰化对DNA复制的调控方式研究方面的又一发现,不仅丰富和加深了对乙酰化的调控功能的认识,也为细菌DNA复制机制的研究提供了崭新的研究方向。



DNA复制起始是细菌细胞周期的头等大事,DnaA,参与DNA复制的起始,通过结合ATP形成复合物,进而结合在复制起始位点oriC上,这是激活复制起始阶段的关键步骤。课题组前期工作研究表明,lysine (K) 178的乙酰化能够抑制DnaA和ATP的结合,导致DNA复制起始受到抑制,在本研究中发现,lysine (K) 243乙酰化后仍能与ATP结合,但显著降低了与oriC的结合能力。究其原因,DnaA的功能除了能参与DNA复制的起始外,还能作为转录调控因子与很多基因启动子区结合进而调控基因的表达,课题组进一步发现由于DnaA K243Ac 不能够识别oriC的特定位点,因而不能与其形成完整的起始复合物。


课题组还进一步提出,大肠杆菌中,约70%的DnaA的赖氨酸位点都能发生乙酰化修饰,很有可能其它的乙酰化位点对于DnaA活性的调节也有重要的作用。此部分研究只是乙酰化修饰研究的开端,我们相信这种可逆的,动态的乙酰化修饰调节,不应局限于大肠杆菌,更多细菌的乙酰化修饰的密码将被打开,作为一种有效的调控手段来适应周围环境的变化。


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