Page 18 - 《渔业研究》2025年第5期
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第 5 期              池雨禹等： 蛋白质翻译后修饰在水产病原菌致病机制中的研究进展                                      559

              面系统解析病原菌的致病机制，为开发精准防控策                           另一方面，Ser/Thr/Tyr 激酶通常直接将           ATP  的磷
              略提供科学依据。                                         酸基团转移到靶蛋白的            Ser、Thr 和  Tyr 残基上，
                  作为地球上较具韧性的生命体之一，细菌凭借                         不涉及磷酸基团的接力转移，该类修饰在细菌基础
              其精细的基因调控网络，能够在多种环境压力下存                           代谢、细胞壁合成、分裂及毒力等多个方面发挥关
              活，并在入侵宿主过程中有效应对宿主免疫防御，                           键作用   [18-20] 。
              从而实现对宿主的感染和定植              [5-7] 。以往对病原菌          1.1.2 乙酰化
              致病机制的探索主要集中在毒力因子的转录调控及                               乙酰化是细菌中高度保守且可逆的修饰，通
                                  [8]
              相关信号通路的激活上 。近年来，随着蛋白质组                           常发生在赖氨酸（Lys，K）残基上。通过赖氨
              学技术的飞速发展，特别是质谱技术的广泛应用，                           酸乙酰化组学分析，已在多种水产病原菌中系统鉴
              蛋白质翻译后修饰（Post-translational modifications，       定了该修饰的存在，包括溶藻弧菌（Vibrio alginoly-
              PTMs）在细菌中被发现。PTMs 通过特定的酶催                        ticus） [21] 、创伤弧菌（V. vulnificus） [22] 、嗜水气
              化或非酶促的方式在蛋白质特定氨基酸残基上共价                           单胞菌（Aeromonas hydrophila）    [23] 、铜绿假单胞
              添加功能基团（如磷酸基、乙酰基、琥珀酰基或糖                           菌（Pseudomonas aeruginosa）  [24]  等。这些研究揭
              链等）   [9-10] ，改变被修饰残基及邻近多肽区域的化                   示了数千个修饰位点，广泛存在于代谢酶、毒力蛋
              学性质，影响蛋白质的净电荷、构象和结合能力，                           白、信号调控因子等多种蛋白上，表明其在细菌致
              并最终调控其功能        [11-12] ，从而实现对细菌的细胞周             病过程中具有广泛的调控功能。
              期、代谢稳态、环境应激响应以及毒力表达等关键                            1.1.3 琥珀酰化
              生理过程的调控        [13] 。本文综述近年来       PTMs 在水           琥珀酰化是近年来发现的一种较大体积的修
              产生物病原菌致病性研究中的进展，以期深化对细                           饰，常与乙酰化发生于相同的             Lys 残基，提示两者
              菌感染机制的理解，并为其病害防控提供新视角。                           存在功能上的串扰作用。例如，在嗜水气单胞菌中
                                                               鉴定了   1 016  个蛋白的   2 904  个琥珀酰化位点，其
               1 水生病原菌         PTMs 的主要类型与主要                   中      个与乙酰化位点重叠         [23] ；在溶藻弧菌中也
              研究手段                                               1 198
                                                               发现  671  个蛋白的    2 082  个琥珀酰化位点中有        502
               1.1 PTMs 的主要类型                                  个蛋白上的     1 005  个位点同时被乙酰化。这些琥珀
                  细菌的    PTMs 类型非常多样，目前在水生病原                   酰化蛋白富集于糖酵解、三羧酸循环和丙酮酸代谢
              菌中被广泛研究的包括磷酸化、乙酰化、琥珀酰化、                          等能量代谢途径       [25] 。
              糖基化等。这些修饰可发生在代谢酶、结构蛋白、                            1.1.4 糖基化
              调控蛋白及毒力因子上，共同构成复杂的调控网络                               在水产病原菌中，蛋白糖基化以               O-糖基化为
              参与病原菌多种生理与致病过程的精细调控                   [10, 14] 。  主，糖链通过羟基连接到           Ser 或  Thr 上，常见于细
               1.1.1 磷酸化                                       菌表面蛋白和分泌蛋白，在调节宿主免疫识别、毒
                  磷酸化是经典的可逆性调控手段。在细菌中，                         素分泌、稳定性、细菌运动性、生物膜形成和黏附
              该过程主要由双组分系统（Two-component system，                能力方面具有重要作用          [26-29] 。

              TCS）以及丝氨酸（Ser，S）/苏氨酸（Thr，T）/                      1.2 PTMs 的主要研究手段
              酪氨酸（Tyr，Y）蛋白激酶介导，通过将三磷酸                              在研究手段方面，PTMs 的检测与功能解析通常
              腺苷（Adenosine triphosphate，ATP）上的磷酸基              结合蛋白质组学与验证性实验展开。研究者常利用
              团共价转移到蛋白质特定氨基酸残基的侧链上，实                           高分辨液相色谱−串联质谱（Liquid chromatography-
              现信号传递并调控细菌毒力表达              [15-16] 。其中组氨酸       tandem mass spectrometry，LC-MS/MS）为核心技
              （His，H）和天冬氨酸（Asp，D）是细菌中最常                        术，结合化学衍生或抗体富集策略（如抗乙酰化泛
              见和关键的磷酸化位点，主要发生在                  TCS  中：组       抗体富集）开展修饰组学研究，结合生物信息学进
              氨酸激酶（Histidine kinase，HK）感知环境压力，                 行全局   PTMs 组学研究，例如通过免疫富集乙酰化
              利用   ATP  在自身一个保守的        His 残基上发生自磷            肽段结合    LC-MS/MS  分析，首次在水产生物病原体
              酸化，形成高能磷酸酰胺键；随后该磷酸基团被转                           副溶血弧菌（V. parahaemolyticus）中鉴定出         1 413
              移至下游响应调节蛋白（Response regulator，RR）                个乙酰化位点，覆盖          656  种蛋白  [30] 。类似方法已
              的保守    Asp  残基，从而激活（或抑制）其功能              [17] 。  在溶藻弧菌、嗜水气单胞菌等多个水产病原菌中应
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