作者丨辛雨 魯嘉寶
近日，武漢大學藥學院教授王連榮課題組在《自然-微生物學》在線發表了細菌DNA磷硫酰化領域的最新研究成果，首次揭示了一套全新的磷硫酰化限制-修飾系統---DNA單鏈磷硫酰化修飾Ssp系統，並解析了感應基因組修飾抗噬菌體系統的分子機制。
細菌磷硫酰化限制-修飾系統是細菌抵禦外源DNA的一種細胞防禦機制，由修飾蛋白DndABCDE與限制蛋白DndFGH組成，在細菌中廣泛分佈。
研究人員從探索海洋弧菌的高頻單鏈磷硫酰化修飾入手，通過比較基因組學、細菌分子遺傳學等手段，鑑定出了以SspABCD為修飾部分、SspE為限制部分的單鏈磷硫酰化限制-修飾系統。
DNA單鏈磷硫酰化修飾-感應修飾限制系統的工作機理
研究人員表示，該Ssp系統在修飾和限制部分與之前發現的磷硫酰化Dnd系統均迥然不同，該系統賦予宿主抑制噬菌體入侵的能力。
此外，通過揭示SspB蛋白的DNA缺刻酶活性、SspE的感應磷硫酰化修飾的NTP水解酶活性，研究人員還解析了該系統DNA磷硫酰化修飾與限制兩部分功能耦合的分子機理。
SspABCD作為修飾蛋白在宿主基因組DNA上產生磷硫酰化修飾，SspE作為限制部分能夠感應基因組DNA上的磷硫酰化修飾從而區別宿主自身與外源的遺傳物質，並利用其核酸酶活性對入侵噬菌體的DNA進行大範圍的缺刻從而抑制噬菌體的複製和繁殖。
研究人員表示，Ssp系統的新型修飾基因和修飾機制、以及感應磷硫酰化修飾的獨特防禦方式是獨立於傳統Dnd以及以往其它限制修飾的全新系統。
該研究集中了新基因簇的發掘、新型蛋白功能的鑑定以及新型感應修飾防禦系統的解析等關鍵成果，開拓了磷硫酰化修飾以及細菌防禦系統研究新的領域。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41564-020-0700-6
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