來自清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院醫(yī)學(xué)院的研究人員在新研究中證實(shí)，L-*通過酶促反應(yīng)釋放氨，使得大腸桿菌獲得了耐酸性。相關(guān)論文“L-glutamine provides acid resistance for Escherichia coli through enzymatic release of ammonia”發(fā)表在1月22日的《細(xì)胞研究》（Cell research）雜志上。

文章的通訊作者是清華大學(xué)生命*院長施一公教授，其研究組主要致力于運(yùn)用結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物化學(xué)的手段研究腫瘤發(fā)生和細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制，集中于腫瘤抑制因子和細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能研究、重大疾病相關(guān)膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能的研究、胞內(nèi)生物大分子機(jī)器的結(jié)構(gòu)與功能研究。

食物傳播性細(xì)菌對于健康構(gòu)成威脅。1982年，大腸桿菌菌株O157:H7就引發(fā)了大流行。2011年，大腸桿菌菌株O104:H4導(dǎo)致了歐洲疫情爆發(fā)，造成18人死亡，每500人中有一人染病。（北京雅安達(dá)生物技術(shù)有限公司）為了能夠通過pH值約為2的胃，以及在其他酸性環(huán)境中存活，大腸桿菌形成了精密的耐酸性系統(tǒng)（ARs）。

在三種已知的ARs中，AR1的功能機(jī)制仍然不清楚。相比之下，AR2和AR3的分子機(jī)制得到了更深入地解析。AR2包含有一個氨基酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GadC，負(fù)責(zé)細(xì)胞外L-*（Glu）與細(xì)胞內(nèi)γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid ，GABA）的交換。兩個Glu脫羧酶GadA和GadB將Glu轉(zhuǎn)變?yōu)镚ABA。與AR2相似，AR3也具有兩個組件：反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AdiC和*脫酸酶AdiA。AR2或AR3一次完整的循環(huán)可將細(xì)胞質(zhì)中的質(zhì)子排出至細(xì)胞外環(huán)境中，由此提高細(xì)胞內(nèi)pH，促進(jìn)細(xì)菌在酸性環(huán)境下存活。

全面了解細(xì)菌AR對于有效的臨床預(yù)防及治療均有重要的意義。因?yàn)樗械氖澄飩鞑バ灾虏【急仨毻ㄟ^極酸性胃，了解細(xì)菌在pH值為2-3的環(huán)境下的生存機(jī)制極其重要。當(dāng)前，研究人員對于這些機(jī)制的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

在這項(xiàng)研究中，研究人員鑒別了一個新型大腸桿菌耐酸性系統(tǒng)，證實(shí)其依賴于*酶YbaS和氨基酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GadC。這種YbaS和GadC可被酸性pH激活，且只在pH值小于等于6.0時才能適當(dāng)發(fā)揮功能（北京雅安達(dá)生物技術(shù)有限公司）。通過吸收L-*（Gln），大腸桿菌利用YbaS將之轉(zhuǎn)化為L-*（Glu），伴隨釋放氣態(tài)氨。游離氨中和質(zhì)子，導(dǎo)致酸性環(huán)境下細(xì)胞內(nèi)pH增高。GadC則負(fù)責(zé)細(xì)胞外Gln 與細(xì)胞內(nèi)Glu 交換。通過這一耐酸系統(tǒng)，確保了大腸桿菌在極酸性環(huán)境下生存。

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