Chem. Sci. | 利用羟胺探针揭示CprR在铜绿假单胞菌中的应激调节作用

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推荐一篇发表在Chemical Science上的文章:A tailored phosphoaspartate probe unravels CprR as a response regulator in Pseudomonas aeruginosa interkingdom signaling,文章通讯作者是来自慕尼黑工业大学的Stephan Sieber教授和Stephan Hacker教授,他们两位的课题组都致力于合成新的抑制剂用于抗菌方面的研究。

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铜绿假单胞菌是一种革兰氏阴性细菌,最近研究发现铜绿假单胞菌可以通过双组分系统ParRS感知真核细胞在应急条件下产生的肽类激素强啡肽,从而上调ArnBCADTEF系统介导的抗菌肽响应。ParRS系统由结合膜组分的组氨酸激酶(HK)和反应调节器(RR)组成,通过感知外部刺激将信号传递到激酶结构域引发组氨酸残基的自磷酸化,进一步磷酸基团通过组氨酸传递到RR上保守的天冬氨酸产生磷酸化的天冬氨酸(pAsp)从而调控下游信号转导。这种pAsp是一种混合酸酐的形式,在酸性中性和碱性条件下都不稳定,不能通过传统的固定化金属亲和色谱IMAC来富集,因此需要一种能够快速将这种不稳定的酰基磷酸化反应转化成稳定修饰的方式,才能够利用传统的化学蛋白质组学策略进行后续的研究。
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本篇文章中作者发现羟胺这类具有α效应的亲核试剂可以捕获这种不稳定的修饰结构,所以作者首先在Ecoli体系中纯化出带有pAsp的PhoB蛋白用于后续羟胺探针(HA-yne)标记条件的探索,作者发现在微酸性的条件下HA-yne可以产生稳定的N-羟基-天冬酰胺衍生物,而在中性条件下则更倾向于进攻磷酸基团。由于在酸性体系并且探针浓度很高的条件会导致大量蛋白析出,所以后续对变性剂进行筛选到十二烷基二甲基氧化胺可以维持蛋白的溶解。后续作者利用优化好的条件分别对枯草杆菌和铜绿假单胞菌中的pAsp修饰进行检测,发现分别可以覆盖uniprot数据库中pAsp蛋白的15%和19%。进一步作者利用定量化学蛋白质组学策略对铜绿假单胞菌在强啡肽A刺激条件下pAsp的变化进行定量分析,发现阳离子态肽反应调节分子CprR的D53上磷酸化升高最明显,比原来认为的ParR高出7倍左右。CprS和CprR组成的系统,与ParRS系统相似,也属于双组份系统,目前研究发现用于感知抗生素激活脂多糖的产生,带负电的脂多糖可以结合带正电的阿拉伯糖胺从而能够减少阳离子结合,表达适应性的抵抗,本篇文章的研究发现了CprRS在铜绿假单胞菌中的新作用。

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总之,本篇文章利用羟胺探针实现了对不稳定的pAsp修饰的快速捕获,并利用化学蛋白质组学策略实现了对枯草杆菌和铜绿假单胞杆菌中的pAsp修饰的检测以及感受强啡肽A的双组份系统进行定量分析。

本文作者:YF
责任编辑:KLH
文章链接:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/sc/d0sc06226j
文引用:DOI: 10.1039/d0sc06226j


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