近日，上海交通大学微生物代谢国家重点实验室邓子新团队贺新义课题组在微生物学领域国际知名期刊《Molecular Microbiology》发表题为“The binding affinity-dependent inhibition of cell growth and viability by DNA sulfur-binding domains”的研究论文，揭示了硫修饰结合蛋白（SBD）导致硫修饰宿主生长迟缓现象，证明了其与抑制复制、转录等生理过程相关。上海交通大学生命科学技术学院博士王昱力为论文第一作者，研究员贺新义为通讯作者。

限制修饰系统是细菌在进化过程中发展的抵抗外来可移动元件侵袭、保证自身遗传信息稳定的原始免疫机制。传统的限制修饰系统赋予细菌修饰，切割未修饰的噬菌体，而近年来新发现的修饰依赖型限制酶则负责特异性识别并降解修饰核酸。其中，硫修饰依赖型限制酶（PDRE）通过硫修饰结合结构域（SBD）和核酸酶结构域发挥功能，然而，其帮助宿主响应和摧毁修饰核酸的机制仍有待解释。

本研究首先以硫修饰DNA（PT-DNA）和典型的PDRE SprMcrA为研究模型证明：SprMcrA为单周转酶，其切割PT-DNA后无法与其分离并释放到溶液中继续发挥作用，即PDRE的弱切割活性与SBD的强结合力具有直接关系。同时，发现SBD在25℃时可引起硫修饰细菌死亡，提升培养温度后依然会出现明显的生长迟缓现象，这一表型与其强结合力及双链结合模式相关。随后，该团队经过体外测定证实了SBD对PT-DNA模板的复制和转录均有明显的抑制，这种抑制效应随着温度提升得到缓解。因此，推测修饰DNA进入细胞后，修饰依赖型限制酶会先于其他生理过程相关酶结合到靶标DNA上，使用核酸酶结构域执行双链切割，并通过持续性结合防止其利用宿主的重组系统拼接功能性DNA元件，从而阻止其在宿主内建立复制及转录。

SBD抑制硫修饰宿主生长的机制研究

本研究得到国家重点研发计划（2020YFA0907200），国家自然科学基金（32170047, 31871250, 31670034），上海交通大学“基础研究特区计划”（21TQ1400204）和上海市自然科学基金（22ZR1430100）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1111/mmi.15249