科學(xué)家們在鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella Typhimurium）中，首次發(fā)現(xiàn)了一種特殊的S-硫醇化分子開關(guān)，這種保護(hù)性開關(guān)可以幫助細(xì)菌適應(yīng)感染過程中的環(huán)境改變，文章提前發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊PNAS雜志的網(wǎng)站上。

在細(xì)胞經(jīng)受壓力時，S-硫醇化（S-thiolation）能夠保護(hù)蛋白避免發(fā)生不可逆的化學(xué)改變。研究指出，新發(fā)現(xiàn)的S-硫醇化開關(guān)可以在調(diào)節(jié)蛋白活性的同時，為蛋白提供保護(hù)。這一發(fā)現(xiàn)增進(jìn)了人們對沙門氏菌感染機(jī)制的理解。

鼠傷寒沙門氏菌會感染人類引發(fā)食物中毒，對于老年人和幼兒來說這種細(xì)菌非常危險。人們往往通過蛋白質(zhì)組學(xué)方法，來分析細(xì)菌感染和致病的關(guān)鍵蛋白。這類方法大多需要對蛋白進(jìn)行切割，來檢測細(xì)胞中的全體蛋白。但研究人員希望對全長蛋白進(jìn)行研究，因?yàn)槿L蛋白能夠反映更多的蛋白調(diào)控信息。

細(xì)胞通過多種途徑調(diào)節(jié)蛋白的功能，最常見的是給蛋白添加分子進(jìn)行修飾。以切割蛋白為基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)組分析，可以鑒定蛋白是否存在，但并不能反映蛋白是否具有功能，也無法展現(xiàn)蛋白修飾的情況。

研究人員分別在營養(yǎng)豐富和營養(yǎng)匱乏環(huán)境下培養(yǎng)沙門氏菌，其中的營養(yǎng)匱乏環(huán)境是模擬細(xì)菌感染時所經(jīng)受的環(huán)境壓力。他們利用能分析全長蛋白的top-down蛋白組學(xué)方法，在沙門氏菌中鑒定了563個獨(dú)特蛋白，這些蛋白共有1,665種不同的修飾形式。研究人員指出，top-down蛋白組學(xué)方法對于研究調(diào)控信息特別有用。

隨后，研究團(tuán)隊針對S-thiolation修飾進(jìn)行了分析。蛋白上的硫原子容易相互連接形成畸形蛋白，而這種修飾會覆蓋并保護(hù)硫原子。S-thiolation修飾主要有兩種形式，谷胱甘肽修飾和半胱氨酸修飾。

研究顯示，沙門氏菌中共有25個谷胱甘肽修飾的蛋白，18個半胱氨酸修飾的蛋白。其中有9個蛋白比較特別，這些蛋白上的一個位點(diǎn)既可能發(fā)生谷胱甘肽修飾，也可能發(fā)生半胱氨酸修飾。研究人員發(fā)現(xiàn)，在營養(yǎng)充足時，沙門氏菌在上述位點(diǎn)采用谷胱甘肽修飾。而在營養(yǎng)匱乏的壓力環(huán)境下，這些位點(diǎn)就會換上半胱氨酸修飾。

此外研究人員還發(fā)現(xiàn)，這種S-thiolation修飾的轉(zhuǎn)換是沙門氏菌所獨(dú)有的。他們在大腸桿菌、鼠疫耶爾森氏菌等其他細(xì)菌中，未能發(fā)現(xiàn)這樣的開關(guān)。研究人員認(rèn)為，沙門氏菌在壓力條件下，將較小的半胱氨酸修飾作為一種節(jié)能的調(diào)控方式。