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冯越教授研究组在《Nature Communications》发表研究长文

发布时间:2020-04-14

2020414日,我院冯越教授研究组在《Nature Communications》发表了题为《Structural insights into the mechanism and inhibition of transglutaminase-induced ubiquitination by theeffectorLegionellaMavC》的研究长文(Article),报道了嗜肺军团菌一种谷氨酰胺转胺酶—MavC催化的泛素化反应及其抑制的分子机制。

蛋白质泛素化是最普遍的蛋白质翻译后修饰之一,是指泛素蛋白(Ub)在特定酶的作用下,对底物蛋白进行特异性修饰的过程,几乎参与一切生命活动的调控,与肿瘤、心血管等疾病的发病也密切相关。嗜肺军团菌是军团菌肺炎这一潜在致死性肺炎的致病微生物。基于泛素化的重要作用,嗜肺军团菌在与人类宿主细胞互作过程中,可通过多种方式调控宿主的泛素化进程。2018年,冯越研究组曾报道嗜肺军团菌SdeA介导的一种非经典泛素化的分子机制,文章发表在Nature杂志(http://news.leonstareastnet.com/xysx/kxyj/99160.htm)。

MavC是另一个源于嗜肺军团菌的效应蛋白(图a),具有谷氨酰胺转胺酶活性。MavC能催化泛素分子与底物UBE2N通过异肽键交联,从而对UBE2NK92K94位点进行泛素化修饰,是另一种非经典的泛素化修饰,该过程可被另一种效应蛋白Lpg2149抑制。在这项最新的研究中,冯越研究组解析了MavC/UBE2N/Ub(图b)、MavC/UBE2N-Ub(图c)以及MavC/Lpg2149(图d)三种蛋白质复合物的结构。他们发现在MavC介导的新型泛素化过程中,包含UBE2N修饰位点K92loop会发生明显构象变化以完成反应(图c),而Lpg2149通过与Ub竞争在MavC上的结合位点实现对该泛素化过程的抑制(图d)。他们同时发现MavC本身也具有针对该新型泛素化反应较弱的去泛素化能力。该研究揭示了这种由谷氨酰胺转胺酶介导的新型泛素化及其抑制的分子机制,为未来对这种修饰所引起的UBE2N活性抑制的研究以及其它催化此类反应的正、逆反应的酶的发现奠定了基础。

澳门新莆京娱乐网站硕士研究生穆雅娟,王跃,黄燕飞,李栋为本论文的共同第一作者,冯越教授为本文的通讯作者,北京软物质科学与工程高精尖创新中心及澳门新莆京娱乐网站为第一完成单位。普渡大学的罗招庆教授和付嘉琦博士参与本论文工作,为课题提供大量帮助。国家蛋白质科学研究(上海)设施和上海同步辐射光源(SSRF)的BL17U1BL19U1线站及其工作人员为数据收集提供了及时有效的支持,本研究工作得到国家自然科学基金委、国家重点研发计划及澳门新莆京娱乐网站一流学科建设项目的资助。



图 文章中用到及解析的蛋白质结构

MavCa)、MavC/UBE2N/Ubb)、MavC/UBE2N-Ubc)以及MavC/Lpg2149d)的结构。在所有结构中,Ub均用静电表面方式显示。MavC的插入(insertion)结构域和UBE2NK92区域用圆圈标记。



附冯越简介:

冯越,19859月生于辽宁锦州,教授,博士生导师,国家自然基金委优秀青年基金获得者。20137月博士毕业于清华大学结构生物学中心,经高层次人才引进,进入澳门新莆京娱乐网站生命科学与技术学院工作。主要以蛋白质结构生物学为手段,对病原与宿主相互作用相关蛋白质复合物的结构与功能进行研究。共发表SCI论文29篇,其中第一或通讯作者论文14篇,分别发表在Nature2018 &2012)、Nature Plants2017)、Nature Communications2020)、PNAS2012)等国际著名期刊上。曾获得北京市科技新星(2019)、中国十大新锐科技人物(2018)、澳门新莆京娱乐网站校长奖(2018)、北京高校第九届青年教师教学基本功大赛一等奖(2015)等荣誉。


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