我院李姗教授团队揭示NleB/SseK糖基化自修饰的生理功能

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2020-05

2020-05-06

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5月5日,我院感染与免疫性疾病研究所李姗教授团队在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》杂志在线发表了题为“Auto arginine-GlcNAcylation is crucial for bacterial pathogens in regulating host cell death”的研究论文。文章揭示了病原微生物三型分泌系统效应蛋白NleB/SseK精氨酸糖基化自修饰对调控宿主细胞死亡的重要意义。

许多革兰氏阴性细菌可利用三型分泌系统(T3SS)将毒力因子(称为效应蛋白)注入宿主细胞,进而操纵宿主细胞的信号传导,以利于病原菌的入侵。李姗教授的前期工作发现三型效应蛋白NleB家族,以一种全新的精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰作用于宿主细胞的死亡结构域,从而抑制了宿主死亡受体所介导的细胞死亡(Liet al., Nature, 2013)。随后研究团队又解析了精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰后的死亡受体(TRADD-DD和FADD-DD)的晶体结构,揭示了NleB作用于死亡受体家族进而使其发生精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰的分子作用机制(Dinget al., Molecular Cell, 2019)。沙门氏菌(Salmonella entrica)分泌的SseK1,SseK2和SseK3属于NleB的同源蛋白,SseK1/2/3同样可以使细胞中的死亡受体及其接头蛋白发生精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰。

在探究NleB/SseK的亚细胞定位时,研究团队偶然地发现了NleB和SseK1/3的糖基化自修饰现象(Auto-GlcNAcylation)。通过蛋白质二级质谱鉴定到了自修饰位点,分别是NleB中的Arg13/53/159/293,SseK1中的Arg30/158/339和SseK3中的Arg153/184/305/335。文章还发现,真核转染体系下,糖基化自修饰能力的缺失降低了NleB对底物TRADD的结合能力;细菌感染体系下,NleB和SseK1/3自修饰位点的突变减弱或消除了对其死亡受体的修饰能力。更重要的是,失去了糖基化自修饰能力的病原菌不再能够抑制TNF或TRAIL-诱导的细胞死亡。文章系统的揭示了NleB/SseK糖基化自修饰的生理功能,这对于全面认识精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰具有重要意义。

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李姗教授为该论文通讯作者,我院专职科研人员薛娟和潘兴为本文的共同第一作者。本项目受到科技部重点研发计划、国家自然科学基金、华中农业大学自主创新基金(华农-太和专项)以及我院人才启动基金支持。

原文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2020.00197/

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