本报讯（记者黄辛）中科院上海植物生理生态研究所张鹏研究组和姜卫红研究组合作，通过解析梭菌质膜上负责感应木糖信号的一种双组分调控复合体的晶体结构，结合生理生化与遗传学分析，揭示了细菌感受重要五碳糖—木糖并调控其吸收利用的分子机制。相关研究成果日前在线发表于美国《国家科学院院刊》。
木糖是秸秆等木质纤维原料中除葡萄糖外最主要的糖组分，是自然界中储量最丰富的五碳糖。如何使之为微生物高效利用并合成有用的物品，是人们一直的问题。
研究人员解析了拜氏梭菌中的木糖信号感应复合体的周质空间结构域（XylFII-LytSN）在结合与不结合木糖状态下的三维结构。通过对这些结构的比较与分析发现，木糖分子可以特异性地结合在这种蛋白上，并诱导其N端和C端结构域由开启状态转变为闭合状态。因此推断，木糖信号经由这一四聚体中的两分子组氨酸激酶LytS传导到膜内，通过激活应答调控蛋白启动木糖ABC转运蛋白XylFGH的表达来改善木糖的利用。同时，研究团队利用生理生化及遗传学方法，通过定点突变目的蛋白的关键氨基酸残基，并结合梭菌体内实验和表型分析，证实了上述推断。
专家表示，这项研究揭示了细菌木糖信号感受及调控的内在分子机制，为这一重要五碳糖的利用和工业菌株的分子改造提供了新的思路和依据。