YdiU/SelO是三界中广泛存在且高度保守的蛋白家族,被预测为假激酶。其真正生理功能未知,多次被评为Top10"最具研究价值的未知功能蛋白家族"。我们研究发现细菌感受外界压力后启动YdiU的表达,并发现YdiU在细菌的热应激中发挥重要保护作用。进一步揭示YdiU催化蛋白的酪氨酸和组氨酸上发生尿嘧啶单核苷酸修饰(UMPylation),鉴定出YdiU的多种蛋白底物。有意思的是,YdiU可通过对C末端保守丝氨酸的自我AMP化来调节其对底物的UMP化活性。通过解析Apo-YdiU,YdiU-ATP和YdiU-AMP的晶体结构及YdiU-UTP的分子动力学模拟模型,我们从分子水平上阐明YdiU催化UMP化及底物选择性的机制。分子伴侣蛋白是YdiU的UMP化底物之一。生化实验证明YdiU介导的UMP化修饰阻断分子伴侣与下游底物或辅助蛋白的相互作用,并促进分子伴侣的降解。体内数据表明,热损伤修复过程中,YdiU通过UMP化修饰动态调控分子伴侣通路的活性,有效防止ATP耗竭引起的细菌死亡。