双组分信号系统是细菌中普遍存在的信号转导机制,其中应答调控子(response regulator, RR)是一类关键且保守的调控蛋白,广泛存在于生命三域(细菌、古菌和真核生物)中。经过二十多年的研究,经典RR的调控机制已被揭示:大多数RR通过磷酸化修饰来调控其DNA结合活性,其N端REC结构域上的五个保守氨基酸残基是接受磷酸基团的结构基础。然而,有一类特殊的RR并不包含这些保守残基,被称为非典型应答调控子(atypical response regulator, ARR)。与典型RR一样,ARR也广泛分布于三域生物中,并在毒力、抗生素合成和生长发育等过程中发挥重要调控功能。尽管人们逐渐认识到ARR可能存在与磷酸化不同的替代调控机制,但此前尚无相关研究报道。
中国科学院微生物研究所谭华荣研究员实验室和杨克迁研究员实验室以调控抗生素合成的两类ARR为模型,发现这两类ARR均可通过结合配体的方式精细调控抗生素的生物合成。这一研究成果揭示:配体介导的调控方式很可能作为磷酸化的替代机制在ARR中广泛存在。相关研究论文直接投送至美国《国家科学院院刊》(PNAS),并于几周前被接受,获得评审专家的高度评价。评审专家指出:“这些结果是对这类调控子控制机制理解的重要一步。数据的技术质量和发现的意义使这项研究对PNAS读者具有重要吸引力。”以及“总体而言,这是一个科学上优美、实验上令人信服的故事,对迄今研究不足的非典型应答调控子整个群体具有普遍意义。”谭华荣研究员和杨克迁研究员认为,配体介导的ARR调控机制的发现不仅回答了这一类调控蛋白近十五年来悬而未决的问题,而且对理性提高商业抗生素产量具有重要的理论指导意义。