南开新闻网讯（通讯员 张晓）近日，南开大学传染病溯源预警与智能决策全国重点实验室/泰达生物技术研究院刘斌教授、王磊教授领导的课题组首次揭示了蛋白琥珀酰化修饰在细菌生理功能（致病性调控）中的重要作用，并报道了原核生物中第一个催化琥珀酰化修饰的转移酶，极大拓展了对于细菌致病性调控机制的认识。该研究成果以“Microbiota-derived succinate promotes enterohaemorrhagic Escherichia coli virulence via lysine succinylation”为题发表于微生物领域国际知名期刊《自然·微生物学》（Nature Microbiology）。
赖氨酸琥珀酰化是一种近年来备受关注的翻译后修饰，参与真核细胞中代谢调节、表观遗传调控、信号传导等生理过程。琥珀酰化修饰会在修饰残基上产生两个单位的电荷变化，类似于磷酸化的效果；同时，它还会引入一个体积较大的基团，显著改变蛋白质的结构和功能。尽管琥珀酰化修饰在肿瘤、肝脏疾病、神经疾病、代谢性疾病和植物胁迫等领域中已被广泛研究，但其在细菌中的生物学意义和调控机制却鲜为人知。
团队在重要病原体—肠出血性大肠杆菌（EHEC）中首次发现，蛋白琥珀酰化修饰可以直接调控细菌在宿主体内的致病能力。研究发现，当EHEC进入宿主体内后，肠道菌群产生的琥珀酸会诱发EHEC中一个关键调控因子PurR的K24和K55位点上的琥珀酰化修饰水平的显著提高。这一修饰水平的升高会解除PurR对细菌关键致病因子—三型分泌系统表达的抑制作用，从而增强EHEC对肠黏膜上皮细胞的粘附能力，并在动物模型中显著提高EHEC的肠道定植能力和引发的组织病理损伤。此外，通过生物信息分析和一系列生化实验，团队成功鉴定了催化PurR琥珀酰化修饰的转移酶，这是原核生物中第一个被报道的催化琥珀酰化修饰的转移酶，填补了该研究领域的空白。
该研究工作不仅揭示了琥珀酰化修饰在细菌致病性调控中的重要作用、为研究肠道微生态与病原菌相互作用提供了新的视角，还为未来开发针对细菌感染的新型治疗策略提供了理论基础，具有重要的科学意义。
本工作南开大学为第一完成单位，南开大学刘斌教授、王磊教授、黄笛副研究员及天津医科大学张锴教授为论文的共同通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金委项目、天津市科技重大专项等的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41564-025-01931-x
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