大肠杆菌芯片在研究蛋白质去乙酰化酶YcgC的应用

上海交通大学和美国约翰霍普金斯大学的研究人员利用广州博翀生物科技有限公司生产的大肠杆菌蛋白质组芯片，发现了一种全新的蛋白质 去乙酰化酶 YcgC ，这一研究成果2015年12月30日在eLIFE杂志在线发表。

蛋白质是生命活动的体现者，在生命周期中往往会被打上不同类型的修饰。乙酰化作为一种重要且广泛存在的蛋白质翻译后修饰类型，与一系列重要疾病密切相关，影响众多关键的生物学过程。随着蛋白质组技术的进步，目前已经从低等的大肠杆菌到高等的人等众多生物的细胞中发现了成千上万的乙酰化修饰。蛋白质的乙酰化由乙酰转移酶和去乙酰化酶所调控。对应海量的蛋白质乙酰化修饰，目前已知的乙酰化酶和去乙酰化酶数目非常有限，仍有相当数目的新酶有待发现，一个关键问题是“如何实现高效乙酰化相关酶的发现？”。

针对这一问题，研究者发展了一套称之为“Clip-chip”的技术，在大肠杆菌蛋白质组芯片的基础上，进行了全局性蛋白质去乙酰化酶的研究，发现了一种新的去乙酰化酶YcgC。该酶能够非常高效地去除底物蛋白RutR赖氨酸52位和赖氨酸62位的乙酰化。已知的蛋白质去乙酰化酶的活性依赖于NAD⁺或者Zn²⁺，但YcgC的去乙酰化活性并不依赖于以上两者。进一步的功能实验表明，YcgC通过去乙酰化影响RutR的转录调控活性。在实验中研究者还发现RutR具有蛋白酶活性，YcgC通过去乙酰化能够调节RutR的蛋白酶活性。研究者比较了YcgC与大肠杆菌中唯一的去乙酰化酶CobB对大肠杆菌表达谱的影响，结果表明，两者既有相似点，也有较大的不同，提示YcgC的底物谱与CobB的可能有较大的不同。通过全基因合成，研究者获得了来源于多个其它细菌的大肠杆菌YcgC的同源基因克隆，表达测试表明这些克隆所表达的蛋白均具有蛋白质去乙酰化酶活性。

该研究所发现的YcgC可能代表一个全新的蛋白质去乙酰化酶家族。同时该研究中所发展的Clip-Chip技术具有通用性，可方便地移植于其它酶的发现中。