新研究發(fā)現(xiàn)單個(gè)細(xì)菌E2酶模擬泛素化串聯(lián)cGAS激活免疫新機(jī)制

2024年4月22日,武漢大學(xué)藥學(xué)院王隆飛教授團(tuán)隊(duì)與華中科技大學(xué)朱斌、北京大學(xué)劉小云、牛津大學(xué)吳迪團(tuán)隊(duì)合作在微生物領(lǐng)域**期刊《Nature Microbiology》發(fā)表題為“Phage defense system CBASS is regulated by a prokaryotic E2 enzyme that imitates the ubiquitin pathway”的研究論文。

近期發(fā)現(xiàn)的新型原核生物免疫系統(tǒng)中與真核生物免疫系統(tǒng)最相關(guān)的當(dāng)屬CBASS （基于環(huán)寡核酸的抗噬菌體信號(hào)系統(tǒng)，cyclic oligonucleotide based anti?phage signaling systems）,由于直接相關(guān)于哺乳動(dòng)物先天免疫cGAS?STING通路的起源，CBASS受到高度關(guān)注。在當(dāng)前對(duì)CBASS系統(tǒng)中的信號(hào)合成元件和信號(hào)接收元件的研究熱潮中，研究人員關(guān)注到一類CBASS附屬調(diào)控元件并**對(duì)其功能和調(diào)控機(jī)制開展研究。在已知基因組的細(xì)菌中根據(jù)序列同源性預(yù)測(cè)有超過10%（>6000種）含有CBASS，其中超過600種CBASS除了編碼一個(gè)典型的環(huán)寡核酸合成酶cGAS和一個(gè)受環(huán)寡核酸信號(hào)分子激活的效應(yīng)蛋白質(zhì)之外還編碼一個(gè)與真核生物泛素結(jié)合酶E2同源的未知功能蛋白質(zhì)。通過生化、分子、細(xì)胞、遺傳和結(jié)構(gòu)研究手段，王隆飛教授及合作者團(tuán)隊(duì)展示了一個(gè)單獨(dú)原核生物E2酶模擬真核生物至少五個(gè)蛋白質(zhì)（E1、E2、E3、蛋白酶、蛋白質(zhì)受體）才能完成的泛素化調(diào)控催化形成共價(jià)多聚poly-cGAS并激活其合成cGAMP免疫信號(hào)的新機(jī)制，為泛素系統(tǒng)的進(jìn)化提供了線索。在蛋白質(zhì)化學(xué)機(jī)制方面，與泛素化過程中普遍產(chǎn)生甘氨酸—賴氨酸異肽鍵不同，細(xì)菌E2在蛋白質(zhì)連接過程中識(shí)別甘氨酸但連接時(shí)將其切除，與分選酶（Sortase）連接機(jī)制接近。本研究報(bào)道了一種新的蛋白質(zhì)修飾化學(xué)機(jī)制并發(fā)現(xiàn)已知**具有蛋白酶活性的E2結(jié)合酶。

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