综述：肠道微生物群与蛋白质翻译后修饰相互作用的研究进展

本综述系统阐述了肠道微生物群与蛋白质翻译后修饰（PTMs）之间的双向调控机制，揭示了微生物通过代谢产物（如丁酸盐）、关键酶（如乙酰转移酶）和微环境调控等途径影响宿主PTMs（如组蛋白乳酸化、泛素化），同时PTMs也反馈调节菌群丰度。文章为代谢性疾病、自身免疫病和肿瘤等提供了新的治疗靶点，并提出了单细胞/空间组学与人工智能结合的新研究策略。

　　

肠道微生物群与蛋白质翻译后修饰的相互作用：机制与展望

肠道微生物群作为复杂的生态系统，通过多种机制调控宿主细胞功能，其中蛋白质翻译后修饰（PTMs）是关键环节。PTMs包括磷酸化、乙酰化、糖基化、乳酸化、泛素化等，通过共价修饰调控蛋白质活性、定位和相互作用，广泛参与细胞信号转导、免疫调节和代谢稳态维持。

糖基化受肠道微生物群的调控

糖基化是高频PTM，主要分为O-糖基化和N-糖基化。肠道微生物如Faecalibacterium prausnitzii通过产生丁酸上调O-糖基化相关蛋白，促进糖链合成。而Akkermansia muciniphila、Bacteroides等菌属富含糖基化酶，可降解黏液型O-糖链获取能量。Bifidobacterium和Lactobacillus的β-半乳糖苷酶通过转糖基反应生成益生元低聚半乳糖，调节菌群平衡并影响免疫代谢。

在N-糖基化方面，菌群通过调节岩藻糖代谢参与免疫调控。例如Bacteroides thetaiotaomicron诱导宿主产生岩藻糖化聚糖，作为细胞表面蛋白岩藻糖化的底物，进而通过B细胞受体（BCR）、CD22共受体和Siglec-G分子影响B细胞信号转导和抗体功能。在原发性免疫性血小板减少症（ITP）中，菌群通过IL-2调控N-糖链分支化，影响T细胞受体（TCR）信号和细胞生长。自身免疫病中FUT8介导的TCR过度岩藻糖化导致T细胞过度活化，与系统性红斑狼疮和炎症性肠病（IBD）密切相关。

乳酸化受肠道微生物群的调控

乳酸化是乳酸通过引入乳酰基团调控组蛋白赖氨酸修饰的过程，参与糖代谢、肿瘤免疫和神经系统调节。病原菌如Fusobacterium nucleatum通过分泌琥珀酸抑制宿主组蛋白H3K18乳酸化，促进结直肠癌（CRC）进展。而益生菌如Lactobacillus可通过调节乳酸水平影响组蛋白乳酸化，进而调控基因转录和免疫应答。

泛素化受肠道微生物群的调控

泛素化通过E1、E2、E3酶级联反应调节蛋白质降解和信号转导。肠道微生物代谢产物如丁酸通过抑制去泛素化酶（DUB）活性，增强促炎因子受体如TLR4的泛素化降解，抑制NF-κB通路并减轻炎症。菌群来源的酶如Escherichia coli的丝氨酸蛋白酶EspL可直接切割宿主泛素和泛素样蛋白，破坏宿主免疫信号。

磷酸化受肠道微生物群的调控

磷酸化由激酶和磷酸酶动态调控，广泛参与细胞信号转导。丁酸通过激活GPR109A受体和抑制HDAC，调控Akt/mTOR通路磷酸化，影响细胞增殖和凋亡。菌群代谢产物如多糖A通过TLR2信号诱导PKC磷酸化，调节调节性T细胞（Treg）分化和免疫耐受。

微生物群调控PTMs的关键通路

菌群通过代谢改变（如丁酸、琥珀酸、乳酸）、关键酶调控（如乙酰转移酶、糖基化酶）、微环境调节（pH、氧化还原状态）和膜囊泡递送因子等方式影响宿主PTMs。例如Akkermansia muciniphila的乙酰转移酶Amuc_2172直接乙酰化宿主组蛋白H3K14，激活HSP70转录并重编程肿瘤微环境。Bifidobacterium通过降低巨噬细胞线粒体蛋白琥珀酰化水平减弱炎症反应。

PTMs反馈调节微生物群丰度

宿主PTMs同样塑造微生物生态。岩藻糖基转移酶（FUT2）缺陷导致菌群失衡和IBD易感性增加。宿主N-糖基化的细菌定植因子1（BCF-1）通过与菌毛蛋白互作调节Escherichia coli定植和整体微生态平衡。泛素化修饰通过调控抗菌肽和炎症因子表达影响菌群组成，而组蛋白修饰如甲基化通过表观遗传调控宿主基因表达间接改变微环境。

未来展望与挑战

当前研究存在视角局限和方法单一等问题。未来需应用单细胞/空间组学技术揭示细胞类型特异性和空间PTM响应，结合AI算法与传统实验预测PTM调控网络。同时应探索新型PTM（如血清素化、SUMO化）与菌群的交叉对话，以及疾病上下文依赖的调控模式，推动临床转化。

该领域研究为理解宿主-微生物共生提供了分子视角，并为代谢性疾病、自身免疫病和肿瘤的防治提供了新策略。通过整合多组学技术和人工智能，有望揭示PTM-菌群互作网络，开发精准干预手段。