CobB通过对NhoA的去乙酰化影响大肠杆菌对羟基芳香胺类诱变剂的敏感性

CobB是细菌中NAD+依赖性的蛋白质去乙酰化酶，属于Sir2 （silent information regulator）蛋白家族。迄今为止，只有少数几种CobB的蛋白底物被鉴定出来，如乙酰辅酶A合成酶（Acs）和趋化性调节蛋白CheY， cobB的生理功能在很大程度上仍未被阐明。前期通过大肠杆菌蛋白质组芯片初步筛选的结果显示，大肠杆菌羟基芳香胺乙酰转移酶（N-hydroxyarylamine O-acetyltransferase，NhoA)是CobB的底物蛋白。早期的研究证实，NhoA参与N-羟基芳香胺类诱变剂和致癌剂的细胞内代谢激活，其序列在原核和真核生物中都相当保守。CobB可能通过对NhoA的去乙酰化调控后者的活性，从而影响大肠杆菌对羟基芳香胺类诱变剂的敏感性。本研究将验证这一推测，从而发现CobB在细菌中的新功能，并且为Sir2蛋白家族在真核生物中的新功能研究提供新的线索。

首先，我们使用蛋白质组芯片技术筛选到了十五种具有赖氨酸乙酰化修饰的蛋白质，其中的九种可以被大肠杆菌CobB催化去乙酰化，包括NhoA。我们使用Western blot验证了NhoA的确可以被CobB去乙酰化，并且结合质谱分析技术鉴定出NhoA中三个具有可逆的乙酰化修饰的赖氨酸残基。定点突变试验显示了其中两个乙酰化赖氨酸的突变会导致NhoA乙酰化水平的降低。进一步的研究发现，NhoA的NAT活性和OAT活性都会受到这两个乙酰化赖氨酸残基突变的影响。接下来直接的数据显示，CobB对NhoA的去乙酰化作用提高了NhoA在体外的NAT活性。为了进一步阐明体内赖氨酸的乙酰化修饰在\对NhoA活性的影响，我们对比了cobB基因敲除菌株与野生型菌株NhoA蛋白的乙酰化水平和对于硝基芳香族化合物的诱变敏感性。结果显示，cobB基因的敲除会导致NhoA乙酰化水平的提高和OAT活性的降低。这些结果说明，可逆的赖氨酸乙酰化修饰在体外和体内条件下都能够调节NhoA的活性，并且，在体外CobB可以通过催化NhoA的去乙酰化提高其NAT活性，而在体内也很可能是通过相同的方式调节NhoA的OAT活性。.综上所述，本研究中我们鉴定到了新的赖氨酸乙酰化修饰的蛋白质和去乙酰化酶CobB的底物，发现了赖氨酸乙酰化修饰和细菌中CobB蛋白的一个新功能，这对于原核生物中乙酰化修饰领域的研究具有十分重要的指导意义。研究结果发表在FEMS Microbiol Lett (2013, 347(1):70-6）和FEBS Journal （2013, 280(9): 1966-1979）。