，天蓝色链霉菌ECFσ因子SigT蛋白降解机制研究#俞品1,2，毛旭明1,2，李永泉1,2**5101520253035（1.浙江大学生命科学学院生物化学研究所，杭州310058；2.浙江省微生物生化与代谢工程重点实验室，杭州310058）摘要：在放线菌中，我们对ECFσ因子在细胞分化和环境应答过程中的蛋白降解调控机制知之甚少。这里我们报道了天蓝色链霉菌中一个对细胞分化起负调控作用的ECFσ因子--SigT，其蛋白稳定性完全取决于其对应的抗σ因子--RstA。SigT蛋白在链霉菌细胞分化过程中通过ClpP/SsrA蛋白酶解途径进行降解。我们研究发现RstA在细胞分化过程中也会被降解，但是其降解并不依赖于SigT的降解和ClpP/SsrA蛋白酶解途径，另外我们揭示了RstA在体内的降解促进了SigT通过ClpP途径的降解，这与在∆clpP菌株中敲除rstA基因或高表达sigT基因会导致形态分化和次级代谢推迟的结果一致。本文的研究将使我们更深入的理解细菌通过精巧控制体内调控蛋白浓度来精确调控细胞发育过程的机制。关键词：链霉菌；SigT；RstA；ClpP/SsrA蛋白酶解途径：Q756RegulationofProteinDegradationofanECFSigmaFactorSigTforCellDifferentiationinStreptomycescoelicolorYuPin1,2,MaoXuming1,2,LiYongquan1,2(1.Zhe激angUniversity,InstituteofBiochemistry,CollegeofLifeSciences,HangZhou310058;2.Zhe激angprovincicialkeylaboratoryformicrobialbiochemistryandmetabolicengineering,HangZhou310058)Abstract:LittleisunderstoodaboutintrinsicregulatorymechanismofproteindegradationofECFsigmafactorsforbacterialcelldevelopmentandenvironmentaladaptation.HerewereportedthatinStreptomycescoelicolor,proteinstabilityofanECFsigmafactorSigT,anegativeregulatorofcelldifferentiation,completelydependedonitscognateanti-sigmafactorRstA,whosedegradationcausedSigTdegradationdependingonClpP/SsrApathwayduringcelldifferentiation,whichwasconsistentwiththedelayedmorphologicaldevelopmentorsecondarymetabolismin∆clpPbackgroundafterrstAdeletionorsigToverexpression.Thisingeniouscooperationofintracellularcomponentsensuredeconomicalande新疆uisitecontrolofECFsigmafactorproteinlevelforpropercelldifferentiationinStreptomyces.Keywords:Streptomyces;Si》RstA;ClpP/SsrAdegradationpathway0引言经过长期的进化适应，微生物获得了多种的调控方式来快速适应各种各样的环境变化。ECFσ因子(extra-cytoplasmicfunctions)是细菌σ70家族中最大的一类σ因子，有大量的研究表明其功能是招募RNA聚合酶来调控目的基因的表达从而对环境胁迫产生应答[1,2,3]。比如SigM,SigW,SigX和SigV在枯草芽孢杆菌细胞壁形成过程具有重要的调控作用[4,5,6,7,8,9]40另外在条件致病菌--金黄色葡萄球菌中，SigS在细胞壁受破坏或者在受到宿主免疫系统攻击下具有使其继续存活的调节机制[10]。同时，为了适应菌体自身的生理需要，ECFσ因子在转录水平、翻译水平、抗σ因子的拮抗调控水平、蛋白降解水平等多层次的精确调控从而达到适当的蛋白浓度及转录调控活基金项目：博士点基金（21020101110143）；国家自然科学基金（31070040）作者简介：俞品，（1986-），男，博士研究生，链霉菌的级联调控模式研究。通信联系人：李永泉，（1962-），男，博士生导师，微生物合成生物学，微生物制药。E-mail:lyq@zju.edu-1-。另外，抗σ因子传统功能是对ECFσ因子的转录活性起抑制作用，ECFσ因子的功能激性。大部分ECFσ因子的基因表达受到孢外环境信号的诱导,ECFσ因子通过自我调节来对外45505560657075界信号作出快速反应从而获得免除外界损害的抵御能力[1,9,11,12,13]。天蓝色链霉菌中的ECFσ因子BldN，在翻译水平上一开始以前体蛋白形式存在，在细胞分化过程中加工成成熟蛋白[14]活来自于其抗σ因子构象发生变化或者蛋白酶降解抗σ因子，使得抗σ因子的抑制效应被解除[15,16,17,18,19,20]。另外，胞内的ECFσ因子也因蛋白降解作用而维持在适当的浓度。在细菌中，蛋白降解是通过依赖ATP的蛋白酶ClpP,Lon,HslUV和FstH等来完成的[21,22...