CpxR调控的周质蛋白酶DegP在鮰爱德华氏菌环境应激适应、运动性和毒力中的协同作用机制研究

本研究针对水产病原体鮰爱德华氏菌(E. piscicida)的环境适应机制难题，系统解析了CpxR调控的DegP蛋白酶在应激响应和致病过程中的多重功能。通过构建degP基因框内缺失株TH1ΔdegP，发现该蛋白通过保守的Ser-His-Asp催化三联体发挥最佳酶活(48°C/pH9.0)，在高温、酸碱、氧化应激等条件下维持细菌生存，并通过CpxR直接结合degP启动子的调控机制协调运动性和毒力。该研究为水产细菌病防控提供了新靶点。

　　

在水产养殖业面临严峻挑战的今天，一种名为鮰爱德华氏菌(Edwardsiella piscicida)的革兰氏阴性病原体正引发广泛关注。这种狡猾的细菌能感染多种经济价值较高的鱼类，造成大规模死亡事件，每年给全球水产养殖业带来数以亿计的经济损失。更令人担忧的是，该病原体具备强大的环境适应能力，能在温度波动、酸碱变化等恶劣条件下存活，并通过复杂的毒力机制突破宿主防御系统。在细菌对抗环境压力的"武器库"中，周质蛋白酶DegP因其独特的双功能特性（既是"蛋白质修复师"又是"蛋白质清道夫"）备受研究者瞩目，但其在鮰爱德华氏菌中的具体作用机制仍是一片迷雾。

中国热带农业科学院热带生物技术研究所的研究团队在《Microbial Pathogenesis》发表的研究，如同点亮了这片迷雾中的灯塔。研究人员发现，鮰爱德华氏菌的DegP与其他细菌同源蛋白具有高度序列相似性，特别是保留了关键的Ser-His-Asp催化三联体结构。通过重组蛋白rDegP的酶活分析，首次绘制出该酶的最适作用条件图谱——在48°C和pH9.0时展现峰值活性。为揭示DegP的生物学功能，团队运用精确的基因编辑技术构建了degP框内缺失株TH1ΔdegP，并建立包括温度应激、氧化应激、渗透压应激等在内的多维度评估体系，同时结合细胞感染模型和罗非鱼攻毒实验，系统解析了DegP在细菌致病过程中的作用网络。

研究结果部分，"DegP的保守结构与蛋白酶活性"显示，生物信息学分析发现E. piscicida DegP与近缘菌种DegP的序列相似性高达79.5%-99.15%，其蛋白酶活性呈明显的底物浓度依赖性。"环境应激适应缺陷"部分揭示，TH1ΔdegP在高温(>28°C)、极端pH(酸性pH4.0/碱性pH9.0)、高渗(5%NaCl)和氧化(5mM H₂O₂)条件下存活率显著下降，表明DegP是抵抗多重环境压力的关键因子。"毒力相关表型改变"实验证明，缺失DegP导致细菌对FG细胞的黏附能力降低45%，在RAW264.7巨噬细胞内的增殖能力减弱60%，且对罗非鱼血清敏感性增加，组织定植能力受损，最终使半数致死剂量(LD₅₀)提高100倍。"分子调控机制解析"通过电泳迁移率变动分析(EMSA)和qRT-PCR证实，CpxR能直接结合degP启动子区域-10至-35区段的特定DNA序列，正向调控其转录表达。

讨论部分强调，这项研究首次系统阐明了CpxR-DegP调控轴在E. piscicida环境适应与致病过程中的核心地位。DegP通过其蛋白酶和分子伴侣双重活性，既充当细菌抵抗环境压力的"应急指挥部"，又作为毒力表达的"中央调控器"。特别值得注意的是，DegP对巨噬细胞内生存的促进作用暗示其可能干扰宿主免疫清除机制，这一发现为理解细菌免疫逃逸提供了新视角。从应用角度看，针对CpxR-DegP通路的抑制剂开发，有望成为控制鮰爱德华氏菌感染的新型干预策略。该研究不仅填补了HtrA家族蛋白酶在水产病原体功能研究的空白，更为抗菌靶点发现提供了理论依据，对保障水产养殖业可持续发展具有重要实践价值。