第二信使分子c-di-AMP调控细菌中钾离子转运的机制

钾离子(K^+)是维持生命体存活的必需元素。原核生物进化出一系列K^+转运系统,如Kdp系统﹑Ktr系统和Trk系统等,来维持胞内相对恒定的K^+浓度。环二腺苷酸单磷酸(cyclic diadenosine monophosphate,c-di-AMP)是新发现的第二信使分子,可以与K^+转运系统中的KdpD、KtrA和TrkA结合。当胞内c-di-AMP浓度高时,c-di-AMP会与K^+转运蛋白结合,降低其转运活性。c-di-AMP的靶标除蛋白质外,还有RNA元件,即c-di-AMP的核糖开关。高浓度的c-di-AMP与其核糖开关结合后,可抑制下游K^+转运蛋白编码基因,如kdp、ktr和trk操纵子以及kup基因的转录,从而调控K^+的转运。总之,胞内高浓度的c-di-AMP抑制细菌对K^+的吸收。c-di-AMP调控K^+转运机制的研究,不仅丰富了K^+转运的调控方式,而且也扩大了c-di-AMP的调控范围,为细菌的利用与防治提供了新思路。