logo
Sreach
资讯分类
Home
/
/
/
科研动态 | 坪山生物医药研发转化中心在细菌E3酶的激活机制研究中取得新进展

科研动态 | 坪山生物医药研发转化中心在细菌E3酶的激活机制研究中取得新进展

导读

       近日,深圳湾实验室坪山生物医药研发转化中心与北京大学深圳研究生院合作,在《自然》子刊《通讯-生物学》(Communications Biology)发表了题为“Substrate-binding destabilizes the hydrophobic cluster to relieve the autoinhibition of bacterial ubiquitin ligase IpaH9.8”的研究论文,介绍了在细菌E3酶的激活机制研究中取得的新进展。该研究以志贺氏菌E3酶IpaH9.8为研究对象,通过解析IpaH9.8全长蛋白的晶体结构及其与底物蛋白hGBP1复合物的晶体结构,阐明了IpaH9.8自抑制机制和底物诱导的激活机制。

(长按识别下图二维码阅读论文)

       近日,深圳湾实验室坪山生物医药研发转化中心与北京大学深圳研究生院合作,在《自然》子刊《通讯-生物学》(Communications Biology)发表了题为“Substrate-binding destabilizes the hydrophobic cluster to relieve the autoinhibition of bacterial ubiquitin ligase IpaH9.8”的研究论文,介绍了在细菌E3酶的激活机制研究中取得的新进展。该研究以志贺氏菌E3酶IpaH9.8为研究对象,通过解析IpaH9.8全长蛋白的晶体结构及其与底物蛋白hGBP1复合物的晶体结构,阐明了IpaH9.8自抑制机制和底物诱导的激活机制。

       IpaH家族蛋白是一类来源于革兰氏阴性菌的E3泛素连接酶,由N端T3SS信号序列、负责结合底物的LRR结构域、以及具有E3酶功能的C端保守NEL结构域三部分组成。这类E3酶能够通过劫持宿主的泛素-蛋白酶体信号通路来抑制宿主炎症和内源性免疫应答反应,从而促进感染过程。在宿主细胞中,为了避免自我泛素化而被宿主的泛素系统降解,或者避免产生游离态的Ub链进而激活宿主免疫反应,IpaH蛋白在没有底物时,通常处于自抑制状态。IpaH9.8是志贺氏菌中分泌的E3酶,能靶向泛素化降解宿主细胞中的NEMO(NF-κB 调节器)、GBP1(鸟苷酸结合蛋白1)等蛋白,进而影响宿主的免疫应答。在本研究中,作者通过解析IpaH9.8的晶体结构,并结合系列突变和体外泛素化实验,发现并证明了LRR结构域C端的Hydrophobic Cluster(疏水团簇)对稳定IpaH9.8的自抑制状态起着重要作用(图1)。

 

 

图1 IpaH9.8-LRR结构域C端的Hydrophobic Cluster对于IpaH9.8自抑制起重要作用

 

       随后,作者解析了IpaH9.8的LRR结构域与底物蛋白hGBP1的复合物晶体结构,并与IpaH9.8的结构进行了比较分析(图2)。

 

 

图2 IpaH9.8LRR-hGBP1复合物结构与IpaH9.8结构的比较

 

       通过不同状态下的IpaH9.8的LRR结构域的结构比较,作者发现底物结合之后会引起LRR结构域的C端有显著的构象变化,破坏Hydrophobic Cluster的稳定性,进而释放NEL结构域并激活IpaH9.8。不同状态下LRR结构域的归一化B-factor以及相应Hydrophobic Cluster所形成的疏水腔的大小均证实了这一观点(图3)。

 

 

图3 底物结合能够使IpaH9.8-LRR结构域C端的Hydrophobic Cluster不稳定

 

       实际上,LRR结构域上底物结合的区域与C端的Hydrophobic Cluster并不重合(图2),那么为什么底物的结合能够使C端的Hydrophobic Cluster变得不稳定呢?带着这个问题,作者重点研究了LRR结构域C末端的不同区域在底物结合之后的构象变化,发现R166和F187两个氨基酸在底物结合过程中同样扮演了底物传感器的角色(图4)。

 

 

图4  位于IpaH9.8-LRR结构域上的R166和F187能够响应IpaH9.8的底物来临状态,发挥着类似“分子传感器”的作用

 

 

图5 IpaH9.8底物结合诱导的激活机制模型

 

       深圳湾实验室坪山生物医药研发转化中心生物部蛋白质工程平台负责人叶宇鑫博士和北京大学深圳研究生院结构生物学与药物开发实验室黄昊研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金以及深圳市科创委基金的支持。

编辑 | 白 白

ssdff

  • link
  • link
  • link
  • link

log

数据保护  /  政策  /  OA  /  

深圳湾实验室 版权所有 粤ICP备19032884号

top