艾连中，范艺周，熊智强

    (上海理工大学医疗器械与食品学院 上海食品微生物工程技术研究中心 上海200093)

    为适应复杂的外界环境，感知细胞外信号并将其传递，对细菌生存尤为重要。信使分子环二鸟苷酸 【Bis-(3'-5') cyclic di-guanylate acid，cdi-GMP】和环二腺苷酸(Cyclic dimeric adenosine 3'-5'-monophosphote，c-di-AMP)在信号传递中发挥着重要作用(图1)。c-di-GMP 广泛介导细菌运动性、细胞毒性、细胞周期进程和胞外多糖合成等多种生理功能的信号转导[1-2]。c-di-GMP 代谢过程涉及2 种关键酶——二鸟苷酸环化酶(Diguanosine cyclase，DGC) 和磷酸二酯酶(Phosphodiesterase，PDE)，2 分子GTP 在DGC 催化下合成1分子c-di-GMP，而c-di-GMP 能被PDE 水解为5'-pGpG【5'-phosphoadenylyl-(3'-5')-guanosine】或GMP[3]。

    c-di-AMP 是继c-di-GMP 之后发现的新型第二信使分子，在细菌和古生菌中广泛存在，尤其在厚壁菌门中。c-di-AMP 首次在海栖热袍菌DisA 蛋白 (DNA integrity scanning protein A)晶体结构中发现[4]。二腺苷酸环化酶(Diadenylate cyclase，DAC) 能够以2 分子ATP 或ADP 为底物合成1 分子c-di-AMP，而c-di-AMP 在磷酸二酯酶(Phosphodiesterase，PDE)催化下水解为5'-pApA【5'-phosphoadenylyl-(3'-5')-adenosine】，少数情况下水解为AMP。随着c-di-AMP 受体蛋白及保守结构域被鉴定，使c-di-AMP 介导细菌生理功能的分子机制逐渐清晰，c-di-AMP 可调控脂肪酸代谢、钾离子稳态、渗透压调节、细胞毒力和生物膜形成等生理功能[5-7]。

    图1 c-di-GMP 和c-di-AMP 的分子式Fig.1 The molecule formulas of c-di-GMP and c-di-AMP

    1 第二信使分子代谢

    1.1 c-di-GMP 代谢 ......