分享一篇发表在Nature Microbiology上的文章“Microbiota-derived succinate promotes enterohaemorrhagic Escherichia coli virulence via lysine succinylation responses”，本文的通讯作者是来自南开大学黄迪研究员、天津医科大学的张锴教授，以及来自天津大学的王磊教授和刘斌教授，研究方向是微生物及致病机制。

蛋白翻译后修饰（PTM）可响应快速变化的条件，改变细胞内结构蛋白、转录调节因子和酶的活性、稳定性和亚细胞位置。这些修饰在真核生物和原核生物的不同细胞过程的调节中起着关键作用。例如，赖氨酸乙酰化（Kac） 已被证明会影响肠道沙门氏菌和大肠杆菌的毒力和趋化性。肠出血性大肠杆菌 （EHEC） 是一种重要病原菌，在发病时会诱导肠上皮细胞上形成附着和消失 （A/E）病变。在本文中，作者探究了琥珀酰化对EHEC毒力的影响，并首次在原核生物中鉴定到了催化琥珀酰化修饰（Ksucc）的酰基转移酶。

首先，为探究琥珀酸处理对细菌蛋白Ksucc的影响，作者采用SILAC策略定量了加5mM琥珀酸处理时Ksucc位点的变化。他们共鉴定到了651个蛋白，2044个修饰位点，其中显著上调的有201个位点。其中，作者重点关注了转录调节因子相关的蛋白，分别是PurR、LacI 和 EDL933_Z2808。其中，PurR 是嘌呤生物合成基因的已知负调节因子，也被鉴定为金黄色葡萄球菌中的毒力调节因子。作者发现在敲除purR后EHEC O157:H7的黏附能力会发生显著的上调，回补WT或K-to-R突变时恢复，而在回补模拟Ksucc电荷反转状态的K-to-E突变的purR时细菌的毒力则没有发生降低。

PurR有三个赖氨酸残基在加入琥珀酸处理时发生Ksucc修饰，其中K24 和 K55 位于 PurR的 DNA 结合区，因此作者认为可能是Ksucc影响了其与DNA的结合。随后，作者探究了分子机制，他们发现PurR可以与ler启动子结合从而抑制EHEC毒力相关基因的转录，而K-to-E突变则抑制了其与ler启动子的结合，并且这种突变也会促进病原菌在倡导中的定植。接下来，作者也采用带有回补purR-Flag的细菌侵染小鼠，在富集目标蛋白后，他们证明了在内源的条件下purR确实能够发生Ksucc修饰。最后，为探究催化purR修饰的酰基转移酶，作者过表达了22个N-乙酰转移酶家族蛋白，发现只有 citC过表达时会使得purR的Ksucc水平上升，而CoA与琥珀酰CoA 竞争与 CitC 结合，此外，作者也采用AlphaFold预测的CitC全长结构与琥珀酰CoA进行分子对接模拟，并采用一系列生化实验证明了 Glu291 是CitC的Ksucc 催化机制的关键位点。

总的来说，在本文中作者发现肠道微生物所产生的琥珀酸能够通过修饰病原菌EHEC中的PurR来增强其毒力，并鉴定到了催化PurR琥珀酰化修饰的酰基转移酶。