周潇峰副教授课题组在中科院一区Top期刊发文：揭示氨基酸代谢平衡调节细菌冬眠的分子机理

       细菌细胞为了克服抗生素或各种极端环境的挑战，可以进入生理性静止状态以保持生存能力，该状态被称为“冬眠”（dormancy）或“持留性”（persistence）。细菌“冬眠” 的诱发和细菌毒素-抗毒素系统 (toxin-antitoxin system) 有密切的关联。在α-变形菌中，毒素蛋白如何激活细菌 “冬眠” 状态并触发系统性应激反应仍不清楚。

       2021年2月23日，中山大学农学院周潇峰副教授在微生物学杂志mBio（中科院一区Top期刊）上在线发表了题为 “A Bacterial Toxin Perturbs Intracellular Amino Acid Balance to Induce Persistence” 的论文，揭示了氨基酸代谢平衡调控细菌冬眠的分子机理。研究发现，HipA2编码的细菌毒素蛋白通过操纵细胞内氨基酸代谢平衡调控细菌持留性。HipA2是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，可磷酸化修饰色氨酸tRNA合成酶（TrpS）并导致其失活。TrpS的失活可导致蛋白质合成停滞和细胞内游离色氨酸的积累。胞内高浓度色氨酸变构性调节GlnE的腺苷酸转移酶（GlnE）活性，进而腺苷酸化谷氨酰胺合成酶GlnA并导致其失活。GlnA的失活促进了细胞中的谷氨酰胺的代谢消耗，从而触发细菌的严谨反应（stringent response）。另外，通过筛选69种不同的胁迫条件，发现解毒素蛋白HipB2可以响应多种应激信号，并通过Lon蛋白酶降解，从而释放并激活HipA2毒素蛋白。研究揭示了一种细菌可利用毒素-抗毒素系统感知多种环境胁迫并最后汇入单个响应路径的新机制。

       在该成果中，中山大学农学院为论文第一单位，周潇峰副教授为论文第一作者，美国科学院院士、斯坦福大学发育生物学系Lucy Shapiro教授为论文通讯作者。研究得到美国国立卫生研究院（NIH）下属普通医学科学研究所（NIGMS）和陈·扎克伯格基金会的资助。

论文链接：https://mbio.asm.org/content/12/1/e03020-20

（初审：刘兴基  审核：辛国荣  终审：程月华）