网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Nat Commun丨欧阳松应团队揭示致病菌效应蛋白调控宿主“能量代谢”的分子机制

0
分享至


重要致病菌每年在全球范围内引起的感染性疾病,给人类带来了沉重的健康损失与经济负担,对公共卫生体系与社会经济发展造成了系统性威胁。嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)作为一种典型的临床胞内致病菌,是引起军团病的元凶。它通过Dot/Icm IV型分泌系统向宿主细胞转运超过330种效应蛋白,精准劫持/调控宿主的多种生命活动,以协助自身的增殖与感染。在这场病原菌与宿主细胞的博弈中,ATP作为宿主细胞的“能量货币”,不可避免的成为双方争夺的关键靶点。

2024年,欧阳松应团队与罗招庆团队在Nature Communications上报道了一类具有保守的S-HxxxE基序的效应蛋白家族,并揭示了该家族成员LnaB与MavL分别通过磷酰基腺苷酸化修饰和ADP-核糖基水解酶活性,将SidE家族蛋白调控宿主泛素化过程中产生的毒性分子磷酸核糖基泛素(PR-Ub)转化成泛素和ADPR,并维持宿主泛素稳态的机制。2025年,欧阳松应团队进一步在Nature Chemical Biology上报道了LnaB独特的“两步催化机制”,阐明了LnaB催化磷酰基腺苷酸化修饰即在分子磷酸化修饰基础上再进行一个AMP修饰的分子机制(详见BioArt报道,)。作为同家族的另外一个重要成员:Ceg14,它不催化腺苷酸化反应,而是以一种actin依赖的方式将ATP水解为AMP和焦磷酸。那么同为S-HxxxE保守基序家族蛋白,其催化分子机制又有何异同?

2026年6月22日,欧阳松应教授团队再次在Nature Communications杂志在线发表了题为Molecular basis of host ATP level modulation by actin-dependent secreted bacterial ATPase and its metaeffector 的研究论文,揭示了Ceg14在actin和其metaeffectorAnkJ协助下精准调控宿主ATP水解的分子机制。


研究团队通过系统的生物信息分析鉴定到了749个S-HxxxE家族蛋白,它们广泛的分布于20多种细菌中,其中不乏重要致病菌。前期工作表明,嗜肺军团菌效应蛋白Ceg14具有细胞毒性可被宿主actin激活并依赖于其S-HxxxE基序水解ATP,而效应蛋白AnkJ则可以抑制Ceg14-actin对ATP的水解。本研究中通过冷冻电镜技术,研究人员分别解析了Ceg14-actin(2.89 Å)、Ceg14-AnkJ(2.93 Å)以及Ceg14-actin-AnkJ三元复合物(2.52 Å)的高分辨率结构。令人意外的是,actin和AnkJ均不结合在Ceg14的活性口袋附近。actin通过四个接触区域(Contact A/B/C及C端接触)与Ceg14结合,其中C端α螺旋(α23)插入actin的SD1和SD3结构域之间的疏水沟槽中,这一结合模式与维生素D结合蛋白(DPB)、凝溶胶蛋白(Gelsolin)等经典肌动蛋白结合蛋白高度相似。actin的结合触发了Ceg14 N端结构域(NTD)的旋转,同时驱动覆盖在催化口袋上方的柔性“Lid”区域发生构象变化并被稳定。

通过长达1微秒的全原子分子动力学模拟,该团队精确捕捉到NTD与催化结构域之间的周期性摆动,驱动催化口袋在“开放-中间-关闭”三种状态间循环。S-HxxxE保守基序中关键催化残基H571仅在开放状态下才能以最适取向接近ATP的α-磷酸键,启动水解生成AMP和焦磷酸;结构模拟与定点突变实验共同鉴定了R443、R455、H529、F570等关键残基在ATP结合与水解中的重要作用。而AnkJ则通过其高度保守的C端柔性区(残基232-255)插入Ceg14 NTD与催化结构域之间的疏水孔洞中,将NTD锁定在中间态,从而别构抑制Ceg14的ATPase活性。这是一种全新的metaeffector抑制模式,区别于以往报道中通过直接占据活性位点或共价修饰来抑制效应蛋白等机制(如图1)。

基于这些发现,研究团队提出了S-HxxxE家族Type Ⅰ/Type Ⅱ的功能分类框架:Type Ⅱ成员拥有完整的C端α螺旋,能够通过保守机制结合actin并依赖其激活;而Type Ⅰ成员的α螺旋被柔性环中断,丧失肌动蛋白结合能力。该分类在LegK4、Lpg0209及霍乱弧菌同源蛋白CHVC中得到了验证,并提示该家族蛋白具有明显的功能多样性,可能在多种病原菌的致病过程中发挥重要作用,后续值得更多关注。


图1 效应蛋白Ceg14-actin-AnkJ 协同调控宿主ATP水解的机制

总之,这项工作阐明了嗜肺军团菌利用Ceg14-actin-AnkJ协同调控宿主ATP水平的详细机制,为理解病原菌—宿主博弈提供了新视角。该研究也是欧阳松应团队在S-HxxxE家族效应蛋白领域的又一重要成果,从LnaB的腺苷酸化修饰到Ceg14的ATP水解,从维持泛素稳态到调控能量代谢,逐步勾勒出嗜肺军团菌通过S-HxxxE保守基序效应蛋白家族实现功能多样化的策略。

福建师范大学关洪鑫副教授、博士研究生张路豪,厦门大学博士研究生李煜、江羽宸,以及福州大学谢嵩为本文的共同第一作者,福建师范大学生命科学学院、南方生物医学研究中心欧阳松应教授,厦门大学李少伟教授和福州大学李金宇教授为本文共同通讯作者。吉林大学第一医院罗招庆教授、何春林博士,厦门大学郑清炳教授、夏宁邵院士等也参与了该研究。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-74513-y

制版人: 十一

学术合作组织

(*排名不分先后)



战略合作伙伴

(*排名不分先后)


推荐直播

转载须知


【非原创文章】本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经作者的允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘


点击主页推荐活动

关注更多最新活动!


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
“鸡娃不如鸡己”!一张清华录取通知书,一栋6500万西三环别墅:两代人的时代际遇,掀起阶层话题热议

“鸡娃不如鸡己”!一张清华录取通知书,一栋6500万西三环别墅:两代人的时代际遇,掀起阶层话题热议

火山詩话
2026-10-01 05:59:30
太憋屈!5块金牌,5张非洲脸:谁在羞辱亚洲体育?

太憋屈!5块金牌,5张非洲脸:谁在羞辱亚洲体育?

荆楚寰宇文枢
2026-09-30 22:26:52
62岁郭富城大方晒三胎女儿,一家子颜值超高,真的太幸福了!

62岁郭富城大方晒三胎女儿,一家子颜值超高,真的太幸福了!

琴琴有氧运动
2026-10-01 19:35:08
反转?亚运冠军成绩遭取消!疑日本选手举报,中国选手递补奖牌

反转?亚运冠军成绩遭取消!疑日本选手举报,中国选手递补奖牌

即使没有换位思考
2026-10-01 16:19:25
每吃一次,大脑萎缩就快一步?提醒:这4物或是老年痴呆“催化剂

每吃一次,大脑萎缩就快一步?提醒:这4物或是老年痴呆“催化剂

芹姐说生活
2026-10-01 22:22:04
迪拜航空暂停所有以色列航线,以方欲引渡试图劫机副驾驶

迪拜航空暂停所有以色列航线,以方欲引渡试图劫机副驾驶

澎湃新闻
2026-10-02 09:14:05
杭州建工集团破产清算

杭州建工集团破产清算

地产微资讯
2026-10-01 20:31:43
女网红开创新模式,用胸部手柄直播打游戏,是低俗还是创意?

女网红开创新模式,用胸部手柄直播打游戏,是低俗还是创意?

新游戏大妹子
2026-09-30 12:29:35
沉默一周后,一架美军运输机突降深圳,来要回F-35战机的零部件?

沉默一周后,一架美军运输机突降深圳,来要回F-35战机的零部件?

云上乌托邦
2026-10-01 22:42:43
2-0!1亿先生开张,渣叔激活维尔茨,德国知耻后勇,终结2场不胜

2-0!1亿先生开张,渣叔激活维尔茨,德国知耻后勇,终结2场不胜

我的护球最独特
2026-10-02 04:53:06
最新反转!让空姐跪下道歉的男子彻底“社死”,东航的态度很明确

最新反转!让空姐跪下道歉的男子彻底“社死”,东航的态度很明确

青山夜谈
2026-10-02 01:54:50
强硬!葡萄牙主帅仍拒向C罗道歉:不后悔所说的话 规则对谁都平等

强硬!葡萄牙主帅仍拒向C罗道歉:不后悔所说的话 规则对谁都平等

我爱英超
2026-10-02 07:13:22
杨瀚森贵人!湖人新球探总监出炉:前开拓者助教杰特跳槽担任

杨瀚森贵人!湖人新球探总监出炉:前开拓者助教杰特跳槽担任

醉卧浮生
2026-10-02 09:31:09
国庆当天动手,菲律宾把最大战舰和飞机都压上,到底想干什么?

国庆当天动手,菲律宾把最大战舰和飞机都压上,到底想干什么?

赵探长TALK
2026-10-02 08:47:23
当年扬言"非千万富翁不嫁"的唐治萍,如今每天捆600只螃蟹

当年扬言"非千万富翁不嫁"的唐治萍,如今每天捆600只螃蟹

喜欢历史的阿繁
2026-10-01 01:08:50
台海风向彻底变了!真正着急的,不是台独、不是日本、不是美国!

台海风向彻底变了!真正着急的,不是台独、不是日本、不是美国!

小马姨
2026-09-30 19:44:40
亚运会第13日:单日51金创之最,中国队拳击女曲领衔14点冲金

亚运会第13日:单日51金创之最,中国队拳击女曲领衔14点冲金

江启
2026-10-02 10:39:48
催泪一幕!裁判89分59秒吹终场哨:比赛暂停 直到巴勒斯坦重获自由

催泪一幕!裁判89分59秒吹终场哨:比赛暂停 直到巴勒斯坦重获自由

风过乡
2026-10-01 15:24:28
上田绮世:我们没想踢点球,我们想在90分钟内解决战斗

上田绮世:我们没想踢点球,我们想在90分钟内解决战斗

懂球帝
2026-10-02 04:06:36
于东来深夜发文:胖东来明年3月起全员双休!一周上5天、一天7小时!

于东来深夜发文:胖东来明年3月起全员双休!一周上5天、一天7小时!

闪电新闻
2026-10-01 13:46:38
2026-10-02 10:56:49
BioArt incentive-icons
BioArt
探索生物艺术之奥秘
11294文章数 18545关注度
往期回顾 全部

科技要闻

“分手”15天后,华为与赛力斯签约新五年

头条要闻

牛弹琴:普京再提2014年"政变" 称有件事他一直想不通

头条要闻

牛弹琴:普京再提2014年"政变" 称有件事他一直想不通

体育要闻

“今天的表现,我们可以昂首离开球场”

娱乐要闻

奚梦瑶晒四太豪礼!22只龙凤镯近300万

财经要闻

珠宝黑马爆雷,老板全家跑路泰国!

汽车要闻

2027款极氪001将于明年一季度上市 现款猎装同步推新配色

态度原创

家居
教育
亲子
房产
公开课

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

教育要闻

圆形中哪个数字是特殊的?把它标示出来

亲子要闻

孩子拉肚子该吃哪种益生菌?2025儿科指南给出了明确菌株清单

房产要闻

4000+/平!华侨城,直接把海口楼市的地板给掀了!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版