蛋白質乙酰化總結蛋白質乙酰化一直被認為是真核生物獨有的現象，然而近期越來越多的證據表明乙酰化也許同樣廣泛的影響原核生物的生理。應用針對乙酰化賴氨酸的抗體，可以將細菌總蛋白胰蛋白酶水解得到的乙酰化肽段富集，將富集的肽段經過HPLC/MS/MS分析，可以得到乙酰化蛋白質組。由于菌株的不同，選用抗體的不同及樣品生長時期的不同，各國的研究者得到了不完全相同的乙酰化蛋白質組1-3。在2株不同的大腸桿菌菌株中分別發現了853和912個乙酰化蛋白質，其中與代謝途徑及調控因子相關的超過70%。在沙門氏菌中找到的191個乙酰化蛋白質中大約有一半為代謝途徑中的酶1。蛋白質乙酰化在原核生物中主要表現在以下幾個方面：直接影響酶的活性，影響蛋白質之間的相互作用，影響代謝流走向。1乙酰輔酶A合成酶是原核生物中最早研究的乙酰化影響酶活的實例，已在大腸桿菌、沙門氏菌、枯草芽胞桿菌等多種細菌中發現。可逆的乙酰化調控了ACS的活性，通過對單一位點的賴氨酸殘基的乙酰化作為控制酶活的開關。在細菌中，GNAT的一個成員（沙門氏菌的PAT，枯草芽胞桿菌的AcuA）通過乙酰化ACS活性中心的一個賴氨酸殘基抑制乙酰輔酶A和AMP的合成4, 5。經修飾后其酶活下降到很低的水平，幾乎檢測不到，恢復活性需要去除乙酰基團4。同樣在沼澤紅假單胞菌中苯甲酰輔酶A合成酶BadA，對羥基苯甲酰輔酶A合成酶HbaA和六氫苯甲酰輔酶A合成酶AliA的活性位點的賴氨酸也會被PAT乙酰化修飾后失活。在沙門氏菌4, 6和哺乳動物線粒體7中，去乙酰化的反應是由sir2催化的（分別為cobB和SIRT3）。在枯草芽胞桿菌和沼澤紅假單胞菌中，sir2（SrtN）5和1類的KDAC（AcuC或LdaA）5, 8都可以催化。2作為雙組分調控系統家族的應答調控因子，CheY會被相應的激酶CheA磷酸化，磷酸化位點是單一的天冬氨酸殘基。磷酸化的CheY高親和的結合到開關組分FliM，提高了鞭毛順時針轉動的能力。磷酸化的CheY不穩定，會被輔助性的磷酸酶CheZ去磷酸化9。有報道說CheY在體內可以被乙酰化10, 11。乙酰化發生在CheY與CheA、CheZ和Flim相互作用12表面的羧基端的6個賴氨酸上。CheY的6個賴氨酸位點中有5個位于CheY與其他組分相互作用的位置。這使得他可以輕易破壞這種相互作用，尤其是可以避免被磷酸化信號CheY激活所有的下游信號13。已有兩種乙酰化機制發現：利用乙酰輔酶A提供乙酰基自乙酰化14或者ACS催化的利用乙酸提供乙酰基15, 16。第三種機制可能是由一種未知的乙酰轉移酶進行乙酰化10, 11。兩種去乙酰化機制：一種依靠ACS介導CheY的可逆乙酰化15, 16，另一種是依賴sir2的CobB。也許CobB依賴的去乙酰化在體內占優勢10, 11。3在原核生物和真核生物中，中心代謝的酶被乙酰化的現象相當普遍1-3, 17, 18。發生乙酰化的酶包括許多中心代謝過程，如合成乙酰輔酶A（ACS和丙酮酸脫氫酶），糖酵解，糖異生，TCA循環，甘油醛途徑，糖元合成，氨基酸合成，脂肪酸代謝，尿素解毒1, 2, 17。利用不同碳源，中心代謝的酶的乙酰化狀態會隨之改變，乙酰化也許會調控代謝流的變化，指導碳源在某種條件下流向為一種途徑（如生長在葡萄糖過量條件下），而在另一種競爭性的條件下流向其它途徑（如生長在TCA中間產物條件下）1, 18。例如在沙門氏菌中，糖酵解的EMP途徑中所有的酶都有乙酰化現象，其中大部分的酶是雙向的，既可以沿酵解的方向生成丙酮酸、乙酰輔酶A進入三羧酸循環，又可以沿糖異生的途徑合成不同長度的碳骨架。在以葡萄糖為碳源時，EMP途徑的很多酶乙酰化程度提高，3-磷酸甘油醛脫氫酶（GapA）作為其中一個雙向酶乙酰化程度也有所提高。該酶經cobB或者PAT處理后的酶活測定結果表明，經PAT處理后（乙酰化程度較高），沿糖酵解方向的酶活高，糖異生方向的酶活低；反之，經cobB處理后（乙酰化程度較低），沿糖異生方向的酶活高，糖酵解方向的酶活低。這種酶活上的差異使得在葡萄糖為碳源時，代謝流的方向會偏向酵解。當碳源換為無需經過EMP途徑而直接進入三羧酸循環的檸檬酸時，EMP途徑的酶乙酰化水平降低，代謝流的方向偏向糖異生。葡萄糖經同位素標記后經由糖酵解途徑和糖異生途徑的代謝流比值在野生型沙門氏菌中為3.77，當敲除掉PAT后，胞內蛋白質乙酰化程度降低，這個代謝流比值降為2.68，有更多的葡萄糖流向了糖異生途徑，而敲除cobB后，該比值增為5.55，這說明蛋白質乙酰化水平確實影響了代謝流。本文現有的研究也表明利用不同的碳源和氮源，野生型菌株和敲除了去乙酰化酶cobB的菌株會有一些差別，這表明乙酰化確實影響一部分代謝過程。蛋白質乙酰化的現象已在大腸桿菌、沙門氏菌、枯草芽胞桿菌、沼澤紅假單胞菌等多種原核生物中發現，預示著這種通過蛋白質水平的乙酰化修飾可能是普遍存在于原核生物的。已經發現有蛋白質乙酰化現象的原核生物中找到了乙酰化酶和去乙酰化酶保守性比較強，各自歸為2類，我們根據序列的保守性在類球紅細菌中也找到了與沙門氏菌的去乙酰化酶同源性較高的蛋白質，也命名為cobB。蛋白質在被乙酰化修飾后都不同程度的改變了性質，引起酶活或者構象的改變，說明乙酰化的修飾對蛋白質本身的功能進行了調控。參考文獻 1.Nam, K.H., et al., Crystal structure of bacterioferritin from Rhodobacter sphaeroides. 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