責編丨迦漵

經典型泛素化是通過激活酶E1，結合酶E2 和連接酶E3的三酶級聯反應，以ATP爲能源實現的，結果是泛素C末端的甘氨酸以異肽鍵連接到底物的賴氨酸側鏈上。嗜肺軍團菌是一種引起人的非典型性肺炎的條件性致病菌, 其通過一個稱爲Dot/Icm的IV型分泌系統分泌高達330個效應蛋白到宿主細胞中，調控干擾宿主各種信號通路以輔助其自身在宿主細胞內快速增殖。對這些毒力蛋白的功能解析不僅闡明瞭病原侵染的機理，也揭示了一系列新的細胞信號傳導方式和蛋白質翻譯後修飾【1】。

2016年普渡大學羅招慶組於Nature發文發現嗜肺軍團菌SidE家族效應蛋白可催化以NAD爲能源，不依賴於E1-E2-E3的非經典型泛素化（羅招慶組揭示獨特的細菌去泛素化酶可逆轉磷酸核糖連接的泛素化——附專家點評）【2】。最近，羅招慶組於Nature Microbiology在線發文，揭示了不同於SidE家族效應蛋白的另一種非經典泛素化【3】。

MavC，是另一個源自於嗜肺軍團菌的效應蛋白，結構分析研究顯示MavC的中心催化結構和III型分泌系統分泌的泛素脫酰胺酶如Cif和CHBP等具有高度相似性 【4, 5】。然而，不同於Cif或CHBP，MavC是一種谷氨醯胺轉胺酶，能催化泛素分子與底物UBE2N（一個E2結合酶）通過異肽鍵交聯，從而對UBE2N的K92和K94位點進行泛素化修飾。

MavC 催化的泛素化蛋白交聯方式完成，不依賴於ATP或其它任何高能化合物供能。且MavC具有高度的底物特異性，僅修飾UBE2N而不修飾其他催化結構域相似的E2結合酶。UBE2N能夠專一性催化K63型多聚泛素鏈的形成，在包括NF-κB信號通路的多種重要的細胞信號通路中起到關鍵作用【6】。在NF-κB信號通路中，UBE2N和 TRAFs共同催化產生的多聚泛素鏈能夠起到擴增激活信號的功能，促進IκBα的降解以及p65的細胞核轉移。被MavC修飾後的UBE2N失去了催化多聚泛素鏈的功能，因此抑制了宿主細胞在細菌感染初期的NF-κB信號通路的激活。

據悉，該工作主要由羅招慶組博士研究生幹寧海完成。

參考文獻

1.    Qiu J, Luo ZQ. Legionella and Coxiella effectors: strength in diversity and activity. Nature reviews Microbiology. 2017;15(10):591-605. doi: 10.1038/nrmicro.2017.67. PubMed PMID: 28713154.

2.    Qiu J, Sheedlo MJ, Yu K, Tan Y, Nakayasu ES, Das C, et al. Ubiquitination independent of E1 and E2 enzymes by bacterial effectors. Nature. 2016;533(7601):120-4. doi: 10.1038/nature17657. PubMed PMID: 27049943; PubMed Central PMCID: PMC4905768.

3.    Gan N, Nakayasu NS, Hollenbeck PJ, Luo Z-Q. Legionella pneumophila inhibits immune signalling via MavC-mediated transglutaminase-induced ubiquitination of UBE2N. Nature Microbiology 2018:epublished Nov, 12, 2018. 10.1038/s41564-018-0282-8

4.    Yao Q, Cui J, Wang J, Li T, Wan X, Luo T, et al. Structural mechanism of ubiquitin and NEDD8 deamidation catalyzed by bacterial effectors that induce macrophage-specific apoptosis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2012;109(50):20395-400. doi: 10.1073/pnas.1210831109. PubMed PMID: 23175788; PubMed Central PMCID: PMCPMC3528514.

5.    Valleau D, Quaile AT, Cui H, Xu X, Evdokimova E, Chang C, et al. Discovery of Ubiquitin Deamidases in the Pathogenic Arsenal of Legionella pneumophila. Cell Rep. 2018;23(2):568-83. doi: 10.1016/j.celrep.2018.03.060. PubMed PMID: 29642013.

6.    Stewart MD, Ritterhoff T, Klevit RE, Brzovic PS. E2 enzymes: more than just middle men. Cell research. 2016;26(4):423-40. doi: 10.1038/cr.2016.35. PubMed PMID: 27002219; PubMed Central PMCID: PMC4822130.

BioArt，一心關注生命科學，只爲分享更多有種、有趣、有料的信息。關注請長按上方二維碼。投稿、合作、轉載授權事宜請聯繫微信ID：fullbellies或郵箱：[email protected]