胆酸可结合沙门氏菌毒性调节因子发挥抗感染效果

胆酸是一种宿主和微生物群相关的代谢物，可以调节宿主免疫力与微生物的毒力。胆酸在宿主体内合成后会分泌进肠道，而微生物能够进一步代谢其成为结构多样的初级和次级胆酸，他们被发现在宿主免疫调节、抗菌等方面发挥作用。胆酸也在抑制肠道内沙门氏菌感染方面发挥作用，但是其作用蛋白靶点以及作用机制并不明确。

美国Scripps Research的Howard C. Hang教授在一篇文章里对比了不同胆酸的抗沙门氏菌感染效果，并通过设计对应的光交联探针以及化学蛋白质组学技术对胆酸的结合蛋白以及作用机制进行了研究。

研究过程

首先，作者在HT-29结直肠腺癌细胞上测试了不同胆汁酸对沙门氏菌感染的作用，通过已知的沙门氏菌SPI-1致病岛关键调节因子HilA的表达反映效果，从中发现chenodeoxycholic acid（鹅去氧胆酸，CDCA）有最强的抗感染效果。于是他们CDCA的结构上引入光交联基团得到alk-X-CDCA，该探针也有抗感染效果。作者还设计了无抗感染效果的几种胆酸所对应的光交联探针，通过化学蛋白质组学实验鉴定以及对比得到了仅在alk-X-CDCA组中被交联到的97个特异性蛋白，其中有多个已知的毒力相关蛋白。

作者们从这些特异性蛋白中关注到了HilD，它被认为是SPI-1致病岛基因表达的关键转录调节因子，能够形成二聚体、结合DNA调节转录过程；HilD的同家族蛋白则报道会和多种疏水代谢物相互作用，表明这一家族成员可能有广泛的疏水代谢物作用能力。在沙门氏菌中过表达的HilD-HA能够被CDCA探针交联到，并被CDCA竞争交联信号，说明HilD是CDCA的相互作用蛋白。为了进一步寻找CDCA的作用区域，作者使用易错PCR构建了HilD突变体库，发现N末端和Jelly roll基序区的突变会降低CDCA对HilD的抑制效果，进一步结合不同突变位点发现了HilD Q39E/N44D/H95L三联突变体对胆酸的抵抗力最强，这些位点位于推定的结合口袋处。

最后，作者使用了HilD三联突变型和野生型进行了CDCA作用机制的研究，发现CDCA可以感染HilD的二聚化以及DNA结合作用。作者还使用了HilD野生型和突变型的沙门氏菌侵染小鼠，发现突变型造成的感染更加严重，在饮食补充CDCA时依然有比野生型更严重的致命性。这些结果说明胆汁酸不仅能够调节宿主免疫过程，也能够调节沙门氏菌等致病菌的毒性基因来发挥抗感染功能。

总之，这篇文章通过光交联探针发现了胆汁酸CDCA的直接结合沙门氏菌中的蛋白HilD并发挥抗感染效果。