《上海光源晶体学线站用户揭示一种新型泛素化机制》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: wukan
  • 发布时间:2018-05-29
  • 2018 年 5 月 24 日,北京市软物质科学与工程高精尖创新中心、北京化工大学生命学院冯越教授研究组在《 Nature 》在线发表了题为《 Structural basis of ubiquitin modification by the Legionella effector SdeA 》的研究长文( Article ),报道了嗜肺军团菌内一种新型的泛素修饰与连接酶—— SdeA 及其与泛素复合物的晶体结构,揭示了其修饰泛素及催化新型泛素化过程的工作机理。

    泛素化是泛素蛋白在特定酶的作用下,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。最新的研究发现,该细菌的 SdeA 蛋白以一种全新的、完全不同于经典泛素化的方式修饰泛素,并催化其对几种内质网相关蛋白的泛素化过程。

    在该论文中,冯越研究组利用上海光源生物大分子晶体学线站( BL17U1 )和蛋白复合物线站( BL19U1 )解析了 SdeA 及其与泛素复合物的三维结构,揭示了 SdeA 活性中心的组成,阐明了其识别泛素的机理,并提出了 SdeA 修饰泛素过程中泛素的构象变化假设。该研究的创新性和科学意义在于:一方面, SdeA 是目前为止世界上首个鉴定出的新型泛素连接酶,其与泛素复合物结构的解析揭示了一种全新的泛素化的结构机理。由于哺乳动物也含有类似结构,同时其他细菌可能也具有类似的、尚未发现的泛素化系统,所以在未来,该研究将帮助鉴定出其它新型泛素化系统,从而丰富我们对细胞生命过程的认知;另一方面, SdeA 的结构解析也为设计针对该家族蛋白的小分子抑制剂,作为治疗军团菌肺炎的潜在抗生素奠定了重要基础。

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    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-02-05
    • 近日,中国科学院院士、中国科学院微生物研究所/中国科学院北京生命科学研究院研究员高福研究组,微生物所研究员施一研究组与澳大利亚昆士兰大学教授Paul R. Young、博士Daniel Watterson研究组合作,发现了一株对多种黄病毒都有保护效果的单克隆抗体1G5.3,并首次揭示了NS1广谱保护性抗体的作用机制,指出黄病毒非结构蛋白NS1可以作为通用疫苗设计的新靶点,有效避免ADE效应,为此类广谱治疗性抗体的应用开辟了道路,也为黄病毒通用疫苗的开发提供了新的方向。相关研究成果发表在Science(A broadly protective antibody that targets the flavivirus NS1 protein,Science 371, 190–194 (2021)。 黄病毒是一类主要通过蚊媒传播的病毒,包括有登革病毒(DENV)、西尼罗病毒(WNV)及寨卡病毒(ZIKV)等,在热带、亚热带地区广泛流行,危害极大。目前针对大多数黄病毒,还没有有效的抗病毒药物和疫苗。开发广谱保护性疗法和疫苗成为黄病毒防控领域一个关键而仍未实现的目标。以往研究发现,在多种黄病毒感染模型中,接种了NS1疫苗的小鼠可以免受病毒的致命攻击。重要的是,NS1蛋白与E蛋白不同, 位于病毒表面,因此NS1抗体带来的ADE风险很低。尽管这些特征表明NS1是很有希望的疫苗和治疗性抗体靶点,但广谱性NS1抗体介导保护的范围和作用机制仍不清楚。  在前期研究基础上,研究者希望能找到靶向NS1的广谱干预手段,从而达到广谱抗多种黄病毒的目标。研究团队筛选到一株单克隆抗体1G5.3,发现其对DENV及ZIKV的NS1都有结合。利用上海光源生物大分子晶体学线站(BL17U1)分别解析了1G5.3跟DENV-2及ZIKV NS1的复合物结构,发现其结合在NS1 C端 β梯形结构域的顶端,因此既能结合NS1二聚体,也能结合分泌到细胞外的NS1六聚体,此项研究首次对广谱保护性NS1单克隆抗体进行了结构表征,揭示了交叉保护的分子基础以及保护性抗体的作用机制,为黄病毒通用疫苗的设计提供了新思路。 进一步研究发现1G5.3对不同黄病毒如WNV、日本脑炎病毒(JEV)、黄热病毒(YFV)及存在潜在威胁的Usutu病毒(USUV)等的NS1都有结合,结合表位非常保守。随后,在多种细胞模型上发现抗体1G5.3可抑制多种黄病毒NS1诱导的内皮细胞层通透,而在小鼠模型上,证明抗体1G5.3可有效降低病毒滴度及血清中的NS1含量,有效抑制DENV感染诱导的系统性血管渗漏,且该阻断机制不依赖于Fc介导的效应功能。该抗体在动物保护实验上也展示出非常好的治疗效果,对DENV、ZIKV及WNV感染都有很好的治疗效果,可降低病毒血症水平,并显著提高存活率。其治疗效果,与已报道的靶向E蛋白的一株DENV特异性抗体4E11在DENV感染模型上效果相当,但其广谱性远优于目前靶向E蛋白的抗体。 
  • 《上海光源生物大分子晶体学线站用户在CRISPR-Cas系统切割RNA研究中取得重大进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2017-08-10
    • 2017年7月27日,《细胞》(Cell)杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所王艳丽课题组和章新政课题组在VI型CRISPR-Cas系统效应蛋白Cas13a(亦称C2c2)结构研究中取得的新进展,论文题目为“The Molecular Architecture for RNA-Guided RNA Cleavage by Cas13a”。该研究证实target RNA的结合导致LbuCas13a的两个HEPN(发挥RNA干扰功能的结构域)结构域发生构象变化,从而激发LbuCas13a非特异性地切割任意单链RNA的酶切活性,该成果为研究Cas13a发挥RNA酶活性的分子机制提供了重要的结构生物学基础。几乎所有的古菌和约50%的细菌都具有CRISPR-Cas系统,用以抵抗病毒和质粒的侵染。CRISPR-Cas系统分为两大类,Cas13a是第二大类VI型系统中的效应蛋白,具有RNA介导的RNA酶切活性,是目前第二大类CRISPR-Cas系统发现的唯一能够降解RNA的蛋白(Cas9,Cpf1,C2c1均是RNA介导的DNA核酸内切酶),对开发研究RNA工具,扩展CRISPR系统在基因编辑方面的运用具有重大价值。