唐东阶 , 臧宁 , 张雨 , 王谜 , 唐纪良

1 亚热带农业生物资源保护利用国家重点实验室，南宁，530005
2 广西大学生命科学与技术学院，南宁，530005
3 广西医科大学医学科学实验中心，南宁，530021
作者    通讯作者
基因组学与应用生物学, 2013 年, 第 32卷, 第 50 篇   
收稿日期: 2013年04月24日    接受日期: 2013年05月15日

锌既是生命的必需元素，但又具有很强的毒性。因此，细胞中锌离子的水平必须受到严格的控制。研究表明，在细菌中，锌吸收调控蛋白（Zinc uptake regulator，Zur）在调控细胞锌离子平衡（zinc homeostasis）中起核心作用：当细胞中的锌离子的浓度超过阀值时，Zur与锌离子结合然后抑制锌吸收系统的转录，从而避免更多的锌离子进入细胞内。研究发现，大肠杆菌的Zur蛋白（Zur_E.coli）的第93、96、143和146位半胱氨酸残基（Cys93、Cys96、Cys143 和Cys146）是锌离子结合位点，是Zur_E.coli感受锌离子浓度和调控锌离子平衡必须的氨基酸残基。我们之前的研究结果提示，十字花科黒腐病菌（Xanthomonas campestris pathovar campestris, 简称Xcc）的Zur蛋白（Zur_Xcc）调控Xcc的锌离子平衡的机制可能与Zur_E.coli相似。本研究中，序列分析结果显示，Zur_Xcc 的Cys125、Cys128、Cys165和 Cys168分别是与Zur_E.coli的Cys93、Cys96、Cys143 和Cys146相对应的半胱氨酸残基，预示它们可能是Zur_Xcc中的锌离子结合位点。此外，通过氨基酸置换分析，我们确定了这4个半胱氨基酸残基对Zur_Xcc功能的贡献。结果发现，Cys125、Cys128、Cys165和 Cys168中任何一个被其它氨基酸置换后，Zur_Xcc即丧失调控锌离子平衡的能力，证明它们是Zur_Xcc调控锌离子平衡必不可少的。这一结果支持Cys125、Cys128、Cys165和 Cys168是Zur_Xcc的锌离子结合位点的推测。更重要的是，我们的结果还证明，Zur_Xcc调控锌离子平衡、EPS产生和调控致病在结构和功能上都是可以分开的。

黄单胞菌； 锌吸收调控蛋白； 氨基酸置换； 锌离子结合位点； 锌离子平衡