分享一篇发表在 Nature Chemical Biology 上的文章，题目是“A DNA phosphorothioation pathway via adenylated intermediate modulates Tdp machinery”，通讯作者是来自武汉大学的 Shi Chen （陈实）和 Lianrong Wang（王连荣）两位教授。本文的核心是在嗜热菌中发现了新的参与 DNA 磷硫酰化修饰的酶 TdpC 和与之配套的酶 TdpAB，一起抵抗外源的噬菌体DNA。

作者为了探究细菌中是否存在其它新型的DNA磷硫酰化系统，在 31478个细菌和古细菌的基因组中搜索，发现了26个含有该结构域的基因，但是这些基因都与dnd基因和ssp基因无关，并且这些基因都参与了含有三个基因的簇，作者将该簇命名为Tdp（thermophilic DNA phosphorothioation，即嗜热 DNA 磷硫酰化，包含TdpABC三个基因）。作者发现这些基因只出现在嗜热细菌和超级嗜热古细菌中。

由于TdpC蛋白含有催化DNA磷硫酰化所必需的PAPS还原酶结构域，作者们在细菌中证明了它的确具有催化该修饰的酶活。此外，作者也在体外证明了DNA 修饰中的硫既可以来自半胱氨酸（必须要额外半胱氨酸脱硫酶的辅助），也可以来自溶液中自由的二价硫阴离子（无需其它蛋白）。作者发现TdpC蛋白含有典型的磷酸结合loop，参与ATP的水解，作者利用[⍺-32P]ATP，发现TdpC可以水解ATP，以AMP腺苷化的中间体修饰在DNA上，如果加入过量的硫化钠，则会显著地降低该中间体的产生。

作者进一步证明了TdpAB具有核酸酶的活性，但是DNA磷硫酰化修饰会抑制该酶的活性，从而避免了“误伤”自己。作者也通过冷冻电镜解析了 TdpAB 的晶体结构，发现磷硫酰化修饰很有可能是通过与TdpA的氨基酸残基形成疏水相互作用来发挥抑制作用的。

总之，本文在细菌中找到了一套新型的催化 DNA 磷硫酰化修饰的酶，并阐述了非桥氧是如何被替换成硫的，以及细菌如何借助该系统抵抗噬菌体入侵。