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近日，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、微生物代謝國家重點實驗室董濤團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)細(xì)菌Ⅵ型分泌系統(tǒng)（T6SS）可以分泌一種新型的具有分子內(nèi)伴侶的核酸酶毒素，并揭示了該毒素蛋白的分泌和自剪切機(jī)制。相關(guān)研究成果以“Intramolecular chaperone-mediated secretion of an Rhs effector toxin by a type VI secretion system”為題發(fā)表于Nature Communications雜志上。上海交通大學(xué)博士研究生裴同同、李浩和碩士研究生梁小夜為共同第一作者，董濤研究員為通訊作者，該文作者還包括謝志平研究員、于明特別研究員、林雙君教授和許平教授等。本文是董濤團(tuán)隊自2019年11月在PNAS和2020年2月在Nature Microbiology上發(fā)表的研究結(jié)果的延續(xù)和擴(kuò)展，深化了領(lǐng)域?qū)π?yīng)蛋白的分泌機(jī)制和功能的研究，并為下一步對T6SS進(jìn)行合成生物學(xué)工具化改造和應(yīng)用有重要的推動作用。微生物廣泛存在于自然環(huán)境中或寄主體內(nèi)，相應(yīng)也進(jìn)化出了多種與其他物種競爭的策略。Ⅵ型蛋白分泌系統(tǒng)（T6SS）是大多數(shù)革蘭氏陰性致病菌與環(huán)境中其他微生物競爭及感染宿主的重要“武器”。T6SS 能夠通過直接接觸將具有抗菌活性或細(xì)胞毒性的效應(yīng)蛋白注射到受體細(xì)胞內(nèi)。T6SS效應(yīng)蛋白往往具有不同的大小、結(jié)構(gòu)和功能特性，因此對其分泌機(jī)制的解析一直是領(lǐng)域內(nèi)的熱點和難點。本研究在致病性氣單胞菌Aeromonas dhakensis中發(fā)現(xiàn)了首個能夠自我剪切的T6SS效應(yīng)蛋白TseI。通過多種生化和遺傳突變實驗，作者發(fā)現(xiàn)TseI表達(dá)時能夠自剪切為三個片段（N、 Rhs 和 C）。C端是一個核酸酶毒素，而N端和 Rhs在剪切后能夠作為伴侶蛋白與C端毒素非共價結(jié)合。在N端和Rhs的輔助作用下，C端毒素能夠通過T6SS分泌到受體細(xì)菌內(nèi)至其死亡。此外，該研究還在包括銅綠假單胞菌、丁香假單胞菌和副溶血弧菌等多種病原微生物中發(fā)現(xiàn)了具有類似特性的T6SS效應(yīng)蛋白。因此，作者將TseI及其同源蛋白定義為一類新型的含分子內(nèi)伴侶的自剪切效應(yīng)蛋白。T6SS效應(yīng)蛋白 TseI 的鑒定  A：純化后的 TseI 顯示蛋白剪切為三段；B：TseI同源蛋白的序列對比顯示保守氨基酸序列和N/C端自剪切位點；C：TseI同源蛋白在致病菌中的分布；D：分子內(nèi)伴侶介導(dǎo)的TseI分泌模型。該研究獲國家重點研發(fā)項目(2018YFA0901200)和國家自然科學(xué)基金委(31770082)等項目的支持。論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-15774-z

為克服壓榨法提油率低、蛋白質(zhì)變性嚴(yán)重及浸出法毛油精煉繁雜、油品安全質(zhì)量低的問題，自上世紀(jì)50年代出現(xiàn)了以水為媒介提取植物油的研究，并發(fā)展出水代法和水酶法，但在大宗油料提油中始終難以工業(yè)化應(yīng)用，其主要問題為水代法提油率低、水酶法用酶量大和缺乏油料亞細(xì)胞水平高效粉碎、多相體系大規(guī)模連續(xù)分離的技術(shù)與設(shè)備等。項目組自1988年開展以水為媒介的提油技術(shù)研究，在國家和省科技計劃支持下，相關(guān)技術(shù)與裝備研究取得突破，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其中2項鑒定成果達(dá)國際領(lǐng)先水平，獲教育部技術(shù)發(fā)明獎二等獎 創(chuàng)新點： （1）革新水酶法提油工藝，大幅降低用酶量和生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)水酶法工藝會酶解油料中所有影響水酶法提油的組分，新工藝只酶解影響油脂釋放和乳狀液破除的組分。酶用量（對原料）由原來的1-2%降至0.15%，同時保護(hù)了花生等油料中大部分蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能性質(zhì)。 （2）創(chuàng)新和拓展以水為媒介提油的研究思路，提出“水媒法提油技術(shù)”概念。在提取介質(zhì)中加入部分食用乙醇，調(diào)節(jié)提取介質(zhì)極性，減少乳狀液形成和降低后續(xù)破乳與分離的難度，提高清油得率。項目組將此方法定義為乙醇水提法，在油茶籽油（山茶油）提取中實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。2015年以來提出并完善水媒法提油技術(shù)概念，促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用拓展。 （3）突破水媒法加工關(guān)鍵技術(shù)與裝備，實現(xiàn)工業(yè)化油料高效干法粉碎及多相體系連續(xù)分離。研發(fā)了油料亞細(xì)胞水平高效干法粉碎設(shè)備，花生經(jīng)此設(shè)備一次粉碎后，平均粒徑接近亞細(xì)胞級（21.82 μm），滿足水媒法加工要求。該設(shè)備在茶籽仁和核桃仁粉碎中有同樣效果。提出了“沉降+兩次兩相離心”的組合，研制了高效智能化多相連續(xù)沉降分離器，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線上油、乳狀液、水和渣四相連續(xù)分離。解決了長期限制水媒法產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)和裝備問題。 （4）集成水媒法技術(shù)與裝備，實現(xiàn)水媒法提油及副產(chǎn)物高效回收利用產(chǎn)業(yè)化。建立了日處理花生50噸的水酶法提取花生油和蛋白（肽）、年加工2000噸油茶籽的乙醇水提法提取油茶籽油和茶皂素及年加工1800噸核桃水代法提取核桃油和蛋白的生產(chǎn)線。油和蛋白提取率均分別達(dá)到92%和85%以上。水媒法花生油和油茶籽油的3-氯丙醇酯、縮水甘油酯和反式脂肪酸含量遠(yuǎn)低于市售品牌油脂。

蛋白

生物系黃鴻達(dá)課題組博士后汪娜等解析了VASH2-SVBP復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，并且通過生化和細(xì)胞實驗證明SVBP不僅能夠幫助VASH2進(jìn)行正確的表達(dá)和折疊，而且對于VASH2進(jìn)行a-微管蛋白C末端去酪氨酸化的功能也起到至關(guān)重要的作用。團(tuán)隊還獲得了VASH2-SVBP與兩種抑制劑（epoY和TPCK）的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，闡明了這些抑制劑的抑制機(jī)理。此后，團(tuán)

南方科技大學(xué)生物系兼職教授、美國科學(xué)院院士鄧興旺聯(lián)合北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副研究員朱丹萌課題組，揭示了HY5(ELONGATED HYPOCOTYL 5)在光下可通過蛋白-蛋白直接互作增強(qiáng)BIN2 （BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE 2）的激酶活性，抑制幼苗下胚軸伸長。相關(guān)論文以“Modulation of BIN2 kinase activity by HY5 controls hypocotyl elongation in the light”為題發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。這項研究發(fā)現(xiàn)了HY5調(diào)控下胚軸伸長的新方式，揭示了其介導(dǎo)的BR信號抑制機(jī)理，為GSK3β激酶活性調(diào)控研究提供了新視角，或可為今后HY5蛋白的定向改造提供氨基酸位點信息。這項研究是研究團(tuán)隊繼發(fā)現(xiàn)光形態(tài)建成抑制因子COP1抑制BIN2活性來促進(jìn)暗形態(tài)建成的非經(jīng)典功能 (Ling et al., 2017, PNAS)之后的又一新發(fā)現(xiàn)，并再次揭示光信號途徑重要因子“技多不愁”的有趣現(xiàn)象。

神經(jīng)遞質(zhì)作為神經(jīng)元與神經(jīng)元及神經(jīng)元與細(xì)胞之間溝通的媒介分子，介導(dǎo)了發(fā)育、信息感知，運(yùn)動及大腦的高級認(rèn)知功能。隨著生化分離純化技術(shù)的發(fā)展以及人們對大腦精細(xì)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步了解，現(xiàn)如今已發(fā)現(xiàn)有幾十種重要的神經(jīng)遞質(zhì)。而神經(jīng)系統(tǒng)在時間和空間上的高度復(fù)雜性對研究特定神經(jīng)遞質(zhì)的動態(tài)變化及其功能提出了極大的挑戰(zhàn)。本項目成功構(gòu)建了一系列新型的基因編碼的神經(jīng)遞質(zhì)熒光探針，可實現(xiàn)對特定神經(jīng)遞質(zhì)動態(tài)變化的靈敏檢測。該類熒光探針利用大多數(shù)已知的神經(jīng)遞質(zhì)所對應(yīng)的特異性G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）與循環(huán)重排的熒光蛋白（cpGFP）融合，利用循環(huán)重排熒光蛋白的熒光強(qiáng)度變化來指示GPCR的激活，進(jìn)而反應(yīng)外源神經(jīng)遞質(zhì)的濃度變化（圖一）。我們命名該類熒光探針為GRAB探針，即為GPCR Activation Based Sensor的縮寫。

畢赤酵母(Pichia pastoris)是應(yīng)用最為廣泛的外源蛋白表達(dá)宿主 菌，它是甲醇營養(yǎng)型酵母中的一種，能夠在以甲醇為唯一碳源的培養(yǎng) 基中生長(熊向華，2006)。畢赤酵母是迄今最為成熟的外源蛋白表達(dá) 系統(tǒng)之一，目前己有上百種外源蛋白基因在畢赤酵母中獲得表達(dá)。外 源基因在畢赤酵母中的表達(dá)需要有幾個基本條件：一是需要有高效的 啟動子和終止子；二是要有同源序列以便外源基因能夠有效地整合到 畢赤酵 母基因組中；三是要有

長效融合蛋白 TAT-HSA-α-MSH 是李紅玉教授團(tuán)隊經(jīng)歷 3 年研發(fā)的一種能夠有效通過 BBB、具有較長半衰期且能夠抑制中樞神經(jīng)炎癥的重組蛋白藥物。該研究通過構(gòu)建融合蛋白酵母表達(dá)載體、篩選高表達(dá)酵母重組菌株、高密度發(fā)酵、建立純化方法、進(jìn)行理化性質(zhì)分析、免疫原性分析、檢測體外生物活性、檢測跨越 BBB 能力、檢測體內(nèi)藥效及半衰期等多方面的綜合研究，為抗中樞神經(jīng)炎癥相關(guān)藥物的研發(fā)及跨血腦屏障藥物遞送提供了新的思路。研究成果具有獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)，已成功申請國家發(fā)明專利 1 項。

已有樣品/n目前國內(nèi)外尚無防齲疫苗上市，與正在研發(fā)的其他類型防齲疫苗相比，重組融合蛋白防齲疫苗能夠高效激發(fā)免疫反應(yīng)，刺激機(jī)體產(chǎn)生持久的免疫應(yīng)答，尤其是口腔特異IgA抗體應(yīng)答，提供預(yù)防和治療保護(hù)。該疫苗生產(chǎn)制備采用目前已十分成熟的工程細(xì)菌表達(dá)和純化技術(shù)、工藝簡單、成本較低；產(chǎn)品可設(shè)計為凍干形式，保存運(yùn)輸不需冷鏈。疫苗接種通過鼻腔內(nèi)黏膜直接無創(chuàng)傷滴注或直接噴霧，甚至可以自行接種，安全方便。越是發(fā)達(dá)的國家，齲病患病率越高。我國齲病患病率還在上升中，齲齒疫苗市場需求明顯，產(chǎn)業(yè)前景廣闊，一旦這種重組蛋白齲齒黏

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