近日，我院欧阳松应教授课题组与中科院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室王晓雪课题组在国际权威期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上，发表了海洋来源的毒素-抗毒素系统研究的最新重要成果：Novel Polyadenylylation-Dependent Neutralization Mechanism of the HEPN/MNT Toxin/Antitoxin System。论文发现了一种广泛分布在细菌以及古菌中的新型毒素-抗毒素系统的作用新机制，并建议命名为VII型。
毒素-抗毒素（toxin-antitoxin, TA）系统广泛存在于细菌等原核生物中，在微生物适应不同环境条件中发挥重要功能。目前公认的TA系统有六大类型，其中，王晓雪研究团队于2012年在大肠杆菌中首次发现并报道了V型TA系统（2012，Nat. Chem. Biol.），后续VI型TA系统于2013年被美国研究人员发现（2013，Mol. cell）。2020年，王晓雪研究团队基于大量前期研究基础提出了一种毒素-抗毒素系统的中和新机制，一种基于毒素多腺苷酸化修饰的新方式，该作用方式与目前已报道的六种类型均不相同。本研究中姚建云等研究人员发现，MntA（MNT家族）抗毒素能够作为核酸转移酶发挥功能，通过腺苷酸化修饰毒素HepT (HEPN家族)来失活其RNA酶活性。该论文从遗传，生化以及结构等角度发现，MntA抗毒素通过其GSX10DXD基序，以ATP为底物连续转移3个AMP分子到毒素活性中心附近的酪氨酸上，并且这种修饰对于失活毒素是至关重要的（图1）。此外，研究还发现，抗毒素发挥功能的关键基序GSX10DXD 以及毒素接收核酸修饰的RX4HXY基序在HEPN/MNT家族中高度保守，表明抗毒素通过修饰毒素来拮抗其细胞毒性的机制广泛存在。抗毒素MntA是核酸转移酶家族中最小的成员，也是目前所知的第一个能够催化转移多个AMP分子到蛋白的同一个氨基酸上的核酸转移酶，是一种新型的核酸转移酶（图2）。
中科院南海海洋研究所姚建云博士和我院甄向凯博士为论文共同第一作者，王晓雪研究员与欧阳松应教授为论文通讯作者。本研究工作还得到国家自然科学基金等项目的资助。
图1. 抗毒素MntA中和毒素HepT的分子机理
图2. 新型HepT/MntA 毒素-抗毒素系统发挥功能的分子模式
原文链接：
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkaa855/5921292