《Nature | 细菌共轭泛素样蛋白干扰噬菌体组装》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-19
  • 2024年7月17日,魏兹曼科学研究院的研究人员在Nature发表了题为Bacteria conjugate ubiquitin-like proteins to interfere with phage assembly的文章。

    人类的一些免疫途径将泛素样蛋白与病毒和宿主分子结合,作为一种抗病毒防御手段。该研究探索了细菌的抗噬菌体防御系统,该系统由泛素样蛋白、泛素结合酶 E1 和 E2 以及去泛素酶组成。

    研究人员发现,在噬菌体感染过程中,该系统会将泛素样蛋白与噬菌体中央尾纤特异性地结合在一起,尾纤是尾部顶端的一种蛋白质,对尾部组装以及识别目标宿主受体至关重要。感染后,编码这种防御系统的细胞会释放出部分组装的无尾噬菌体颗粒和完全组装的噬菌体颗粒的混合物,在完全组装的噬菌体颗粒中,中央尾纤被共价连接的类泛素蛋白阻塞。这些噬菌体的感染性严重受损,这就解释了防御系统是如何保护细菌种群免受噬菌体感染扩散的。该研究结果表明,类泛素蛋白的共轭作用是生命树中保留下来的一种抗病毒策略。

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    • 2024年7月17日,加州大学圣地亚哥分校等机构的研究人员在Nature发表了题为A eukaryotic-like ubiquitination system in bacterial antiviral defence的文章。 泛素化途径在蛋白质稳态、信号传导和先天免疫中发挥着至关重要的作用。在这些途径中,由 E1、E2 和 E3 蛋白组成的酶级联将泛素或泛素样蛋白(Ubl)与靶蛋白赖氨酸残基结合。细菌编码参与硫代谢的 E1 和 Ubl 蛋白的远古近亲,但这些蛋白并不介导 Ubl 与靶蛋白的结合,因此细菌是否能进行类似泛素化的蛋白结合还存在疑问。 该研究证明了一个与噬菌体防御岛相关的细菌操作子编码了一个完整的泛素化途径。细菌 E1-E2-Ubl 复合物的两个结构显示出与真核生物泛素化机制惊人的结构相似性。细菌 E1 具有一个氨基末端的非活性腺苷酸化结构域和一个羧基末端的活性腺苷酸化结构域,该结构域具有一个包含催化半胱氨酸的可移动 α-helical 插入(CYS 结构域)。其中一个结构显示了细菌 Ubl C 末端处于腺苷化的反应前状态,第二个结构模拟了 E1 到 E2 的转酯化状态,E1 的 CYS 结构域与结合的 E2 相邻。研究人员发现,同一途径中的去泛素化酶对细菌的 Ubl 进行了预处理,使其 C 端甘氨酸暴露出来,以便进行腺苷化。最后,研究人员发现细菌的 E1 和 E2 相互合作,将 Ubl 连接到目标蛋白的赖氨酸残基上。这些数据共同揭示了细菌拥有真正的泛素化系统,其机制和结构与真核生物泛素化途径非常相似,这表明这些途径首先出现在细菌中。
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-11-27
    • 本文内容转载自“ 科学论文导读”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/Pa3IgNcBujkKLti51R5tcg 2023年11月22日,魏茨曼科学研究所等机构的研究人员在Nature发表了题为Phages overcome bacterial immunity via diverse anti-defence proteins的文章。 最近表明,除了crispr-cas和限制系统外,细菌还采用了相当多的噬菌体抗性系统,但噬菌体如何应对这种多层细菌免疫尚不清楚。 该研究分析了对细菌防御系统表现出不同敏感性的密切相关的芽孢杆菌噬菌体组,并发现了抑制Gabija,Thoeris和Hachiman系统的四个不同的抗防御蛋白家族。研究人员证明了这些蛋白质Gad1,Gad2,Tad2,并且当与各自的防御系统共表达或引入噬菌体基因组时,已经有效地消除了防御活性。在感染分类学上不同的细菌物种的数百种噬菌体中发现了这些抗防御蛋白的同源物。研究人员证明了抗Gabija蛋白Gad阻断了Gabija防御复合物切割噬菌体衍生的DNA的能力。 该研究的数据进一步揭示了一种抗Thoeris蛋白,称为Tad2,它是一种 “海绵”,可隔离由Thoeris TIR结构域蛋白响应噬菌体产生的免疫信号分子。该研究结果表明,噬菌体编码的抗防御蛋白库可以禁用各种细菌防御机制。