野油菜黄单胞菌中一个感受蛋白组氨酸激酶的功能研究

Two-component signal transduction systems (TCSs) are widespread in bacteria. These systems regulate almost all the physiological pathways in cell. Though there are lots of studies on TCSs, little is known about the cross-talk of signal transduction. A sensor histidine kinase HpaS in Xanthomonas campestris was identified in our previous work. This protein regulates the pathogenesis of bacteria via pairing with the respond regualator HrpG. Our data also revealed that the HpaS might pair with other respond regulators and regulate several pathways. In this study, the HpaS cognate respond regulators, as well as the corresponding regulated genes and physiological pathways will be investigated by using the molecular biology techniques, and the methods of functional genomics and proteomics. Moreover, the mechanism of the cross-talk in HpaS, and the effect of cross-talk on the bacterial pathogenesis are also explored. The predicted results of this project will make pepole know more about the HpaS function, the mechnism of cross-talk in TCSs and the pathogenesis in bacterial pathogens.

双组分调控系统广泛存在于细菌中，调控着菌体几乎所有的生理途径。其交叉对话信号转导模式目前知之甚少。在前一个已结题的项目中，我们鉴定了野油菜黄单胞菌一个双组分调控系统的感受蛋白组氨酸激酶HpaS，发现其通过与HrpG组成一个双组分系统来调控病原菌的致病性。另外，我们的研究工作也显示，HpaS可能还通过交叉对话信号转导模式，与其它的反应调控因子组成双组分系统，调控着病原菌其它的生理途径。本申请项目即是通过采用现代分子生物学、功能基因组学和蛋白质组学的研究方法和技术，在蛋白质组水平上深入研究HpaS的功能，了解HpaS具体将信号转导给哪些反应调控因子，通过调控哪些基因的表达来调控细胞相应的生理途径；了解交叉对话信号转导的影响因素，以及这些因素对病原菌致病性的影响。研究对象和内容具有原创性和前沿性，研究结果将使我们能够深入地了解HpaS的功能，双组分系统交叉对话信号转导的机理，以及病原菌致病机理。

本项目原定的研究计划已经全部执行。通过本项目的实施，对野油菜黄单胞菌中一个双组分调控系统的感受蛋白组氨酸激酶HpaS的功能有了更深的了解。证实HpaS除了与HrpG组成一个双组分系统外,还能够将磷酸基团传递给另外三个反应调控蛋白,并通过这三个蛋白影响细胞的胞外多糖产量、细胞的运动性、抗逆性等。并且，我们还证实了HpaS与另一个双组分系统ColS/ColR 存在交互对话，在HpaS和 ColS分别突变时，部分阻断细胞内ColR的磷酸化水平，而在HpaS/ColS双突变时，细胞内的ColR不被磷酸化。另外，也证明了HpaS和 ColS是一个孤儿反应调控蛋白共同的感受蛋白，并且，该孤儿反应调控蛋白磷酸化能够结合到HpaS和 ColS，并调控这两个感受蛋白的活性。.本项目的研究结果目前已在微生物学国际主流刊物发表研究论文2篇，另有1篇论文投稿到微生物学科的国际权威杂志《Environmental Microbiology》，目前已接收。另外，还获得了2016年度广西自然科学一等奖1项（排名第三）。.