华东理工大学PNAS发表代谢研究新发现

　　来自华东理工大学的研究人员发现了Sirtuin依赖性的、可逆的谷氨酰胺合成酶赖氨酸乙酰化作用，由此揭示出了放线菌氮代谢中的一个自反馈回路。这项研究工作发布在5月31日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

　　文章的通讯作者是华东理工大学的叶邦策（Bang-Ce Ye）教授。其主要研究方向包括生物分析及生物传感，分析生物技术及生物系统工程。近年来在Proc Natl Acad Sci USA, Angew Chem Int Ed, J Am Chem Soc, Anal Chem, Chem Comm, J Biol Chem, Mol Microbiol, Chem Eur J, Biosens & Bioelectron等期刊发表SCI论文100多篇。

　　放线菌（actinomycetes）是一类重要的微生物资源。目前已被广泛应用于工、农、医药、食品、环保等领域。氮供应影响着放线菌的形态发生、抗生素生成和毒力/致病力。红色糖多孢菌是一种工业上规模化生产红霉素的放线菌。由于红霉素及其衍生物的广泛应用，对红色糖多孢菌的改造以提高红霉素产量的研究非常多。

　　在很多菌种的基因组中，都存在着glnR基因，其编码的蛋白GlnR是一种转录调控因子。 现在，普遍认为转录调控因子GlnR在氮代谢的调控中扮演重要角色。目前，已有大量针对GlnR转录调控因子的研究。相关研究发现，在很多菌种（枯草芽孢 杆菌、谷氨酸棒杆菌、大肠杆菌、天蓝色链霉菌和耻垢分枝杆菌等）中，GlnR是一种调控氮源代谢的广域转录调控因子，它对很多参与氮代谢的基因都有调控作 用。在以往的研究中，叶邦策课题组证实GlnR在红色糖多孢菌中与其他很多菌种一样，参与了氮源代谢调控。

　　2015年，叶邦策领导华东理工大学的研究人员发现，氮代谢的核心调控子GlnR不仅能够调控氮代谢，还控制着non-PTS碳源的 ABC（ATP-binding cassette）转运系统。GlnR可以根据细胞的营养状态，通过整合氮信号介导氮代谢和碳代谢的相互作用。这是首次在放线菌中系统描述GlnR介导的 碳水化合物代谢调控。这一成果发表在PNAS杂志上。

　　在最新的研究中，研究人员证实红色糖多孢菌氮调控因子GlnR直接调控了acuA基因(SACE_5148) 的转录，acuA基因编码一种Gcn5型赖氨酸乙酰转移酶。他们发现AcuA使得两种谷氨酰胺合成酶(GlnA1和GlnA4)乙酰化，在测试条件下这一 赖氨酸乙酰化作用失活了GlnA4 (GSII)，却没有显著影响GlnA1 (GSI-β)活性。转而，GlnA1乙酰化导致功能获得，调节了它与GlnR调控因子之间的互作，促进了GlnR–DNA结合。

　　观察结果表明，乙酰化GSI-β酶的这种调控功能在放线菌中高度保守。GlnR在转录和翻译后水平上控制了谷氨酰胺合成酶催化与调控活性（细胞内乙 酰化水平），指出了响应环境改变调控氮代谢的一个自反馈回路。因此，这一GlnR介导的乙酰化信号通路提供了从感知营养、蛋白质乙酰化到反馈调控的一个信 号级联反应。

　　新研究在分子水平上提供了有关放线菌中蛋白质乙酰化和氮代谢调控潜在机制的重要新见解。