新研究發現單個細菌E2酶模擬泛素化串聯cGAS激活免疫新機制

2024年4月22日,武漢大學藥學院王隆飛教授團隊與華中科技大學朱斌、北京大學劉小云、牛津大學吳迪團隊合作在微生物領域**期刊《Nature Microbiology》發表題為“Phage defense system CBASS is regulated by a prokaryotic E2 enzyme that imitates the ubiquitin pathway”的研究論文。

近期發現的新型原核生物免疫系統中與真核生物免疫系統最相關的當屬CBASS （基于環寡核酸的抗噬菌體信號系統，cyclic oligonucleotide based anti?phage signaling systems）,由于直接相關于哺乳動物先天免疫cGAS?STING通路的起源，CBASS受到高度關注。在當前對CBASS系統中的信號合成元件和信號接收元件的研究熱潮中，研究人員關注到一類CBASS附屬調控元件并**對其功能和調控機制開展研究。在已知基因組的細菌中根據序列同源性預測有超過10%（>6000種）含有CBASS，其中超過600種CBASS除了編碼一個典型的環寡核酸合成酶cGAS和一個受環寡核酸信號分子激活的效應蛋白質之外還編碼一個與真核生物泛素結合酶E2同源的未知功能蛋白質。通過生化、分子、細胞、遺傳和結構研究手段，王隆飛教授及合作者團隊展示了一個單獨原核生物E2酶模擬真核生物至少五個蛋白質（E1、E2、E3、蛋白酶、蛋白質受體）才能完成的泛素化調控催化形成共價多聚poly-cGAS并激活其合成cGAMP免疫信號的新機制，為泛素系統的進化提供了線索。在蛋白質化學機制方面，與泛素化過程中普遍產生甘氨酸—賴氨酸異肽鍵不同，細菌E2在蛋白質連接過程中識別甘氨酸但連接時將其切除，與分選酶（Sortase）連接機制接近。本研究報道了一種新的蛋白質修飾化學機制并發現已知**具有蛋白酶活性的E2結合酶。

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