研究人員利用新開發(fā)的比較蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)：CAPP-DIGE，揭示了細(xì)菌抗酸伴侶蛋白的*底物。

腸道病原微生物*的抗酸機(jī)制使得它們能夠順利通過人體胃液的強(qiáng)酸環(huán)境，進(jìn)而在腸道造成感染甚至導(dǎo)致人體死亡。HdeA和HdeB是目前在這些病原微生物膜間質(zhì)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的*一套抗酸伴侶系統(tǒng)，在許多腸道菌中高度保守。因此，研究它們抵御強(qiáng)酸環(huán)境的機(jī)制有助于我們更好地理解這些致病菌與宿主之間的作用關(guān)系。另外，HdeA 和HdeB是典型的“條件無序”分子伴侶蛋白，利用無序結(jié)構(gòu)與多種不同的底物蛋白質(zhì)相互作用以發(fā)揮功能，對它們的研究也能幫助我們更好的理解蛋白質(zhì)無序結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。

2011年，研究人員開發(fā)了一種遺傳編碼的蛋白質(zhì)光交聯(lián)探針DiZPK，并以大腸桿菌為模型，成功地捕獲并鑒定了HdeA的底物蛋白，揭示了細(xì)菌在抵御酸脅迫過程中*的分子伴侶協(xié)作機(jī)制。

在這項(xiàng)研究中，研究人員為進(jìn)一步揭示HdeA和HdeB這兩個(gè)看似冗余的分子伴侶如何相互合作，以及在保護(hù)大量不同底物蛋白的同時(shí)避免非特異性結(jié)合的機(jī)制，他們將新一代的可切割型光交聯(lián)探針DiZSeK與熒光差異雙向凝膠電泳（2D-DIGE）相結(jié)合，發(fā)展了一種名為CAPP-DIGE的“比較蛋白質(zhì)組學(xué)”的策略，實(shí)現(xiàn)了HdeA與HdeB整個(gè)底物蛋白組的直接比較和鑒定。

研究結(jié)果表明，HdeA與HdeB在活細(xì)胞條件下對底物蛋白表現(xiàn)出明顯的差異。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這種差異性來源于二者對酸刺激的不同響應(yīng)，使得HdeA和HdeB分別保護(hù)了對酸刺激耐受性不同的底物蛋白組。在酸回復(fù)過程中，他們發(fā)現(xiàn)底物在被分子伴侶釋放時(shí)也是受pH調(diào)控的，且這種pH 調(diào)控的底物釋放過程保證了底物在酸回復(fù)過程中的有效重折疊。

由此研究人員提出了細(xì)菌抵御酸脅迫過程中pH 對分子伴侶底物特異性的調(diào)控機(jī)制，即pH通過系統(tǒng)性地調(diào)控HdeA 、HdeB以及底物蛋白的折疊狀態(tài)和功能，讓分子伴侶蛋白在不同條件下逐步激活、協(xié)同分工保護(hù)不同的客戶蛋白，同時(shí)保證了底物蛋白在被釋放后有效地進(jìn)行重折疊。

這一模型為細(xì)菌抵抗酸刺激提供了一種、經(jīng)濟(jì)、靈活和協(xié)調(diào)的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制策略。這一調(diào)控機(jī)制很可能也適用于其他的條件無序分子伴侶系統(tǒng)，而這一新開發(fā)的CAPP-DIGE技術(shù)對于利用蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定和比較動(dòng)態(tài)條件下的蛋白-蛋白相互作用及其變化都有著廣闊的應(yīng)用前景。