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本期介绍上海理工大学医疗器械与食品学院艾连中教授发表在《中国食品学报》第21卷第4期青年论坛栏目上的文章《第二信使分子调控细菌胞外多糖生物合成研究进展》。
细菌胞外多糖是细菌在生长代谢过程中分泌到周围环境中的高分子聚合物，能够增强细菌对氧化应激、干燥及宿主防御因子的抵抗力，赋予细菌额外的生存优势。细菌胞外多糖作为乳化剂、胶凝剂、增稠剂、保水剂、保鲜剂和稳定剂，广泛应用于食品、化工、制药、化妆品和石油等行业。
环二鸟苷酸（c-di-GMP）和环二腺苷酸（c-di-AMP）是2种新发现的第二信使分子（图1），介导细菌脂肪酸代谢、钾离子稳态、生物膜形成和胞外多糖生物合成等多种生理功能的信号转导。
细菌中第二信使分子介导的信号通路主要包括3个环节：
1）合成酶和分解酶；
2）受体靶标；
3）受体靶标调控的下游基因。
精确控制细菌具体生理过程需深入研究信使分子与受体靶标的相互作用。目前，第二信使分子的受体靶标主要有：
1）含有特定结构域或位点的蛋白；
2）转录调节因子；
3）核糖开关（图2）。
目前，c-di-GMP代谢蛋白及受体靶标的研究较为成熟，而c-di-GMP新受体靶标鉴定、c-di-GMP多种代谢蛋白的不同调节模式及c-di-GMP与其它信号系统的互作都是未来的研究热点。有关c-di-AMP对细菌胞外多糖合成调控的研究起步较晚，其信号机制还有待完善，目前仅在枯草芽孢杆菌与变形链球菌中有初步研究。对于高产胞外多糖而不编码合成c-di-GMP的优良菌株，c-di-AMP对其胞外多糖的合成调控仍是未来的研究重点。文章通过概述c-di-GMP和c-di-AMP信使分子的代谢及其介导的细菌胞外多糖生物合成分子机制，为第二信使分子介导的信号网络调控研究提供借鉴。
中国食品科学技术学会
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