【摘要】：病原菌在感染宿主細(xì)胞過程中,分泌大量的效應(yīng)蛋白進(jìn)入宿主細(xì)胞,特異性作用于宿主細(xì)胞中的關(guān)鍵信號分子,促進(jìn)病原菌的入侵與增殖。OspI是志賀氏菌三型分泌系統(tǒng)分泌的效應(yīng)蛋白,與宿主的泛素結(jié)合酶Ubc13相互作用,催化后者的第100位的谷氨酰胺脫酰胺化生成谷氨酸,阻礙Ubc13和泛素連接酶TRAF6合成K63多聚泛素鏈,抑制NF-κB免疫信號通路的激活。為了研究OspI催化Ubc13脫酰胺化的分子機(jī)制,我們純化了OspI和Ubc13并篩選到了復(fù)合物晶體,最終獲得了分辨率高達(dá)2.3埃的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)。在復(fù)合物結(jié)構(gòu)中,OspI采用木瓜蛋白酶樣構(gòu)象,而Ubc13采用經(jīng)典泛素結(jié)合酶UBC構(gòu)象。Ubcl3與OspI之間存在廣泛的相互作用,Ubc13的α1螺旋與OspI的負(fù)電荷區(qū)域相互作用,Ll和L2無規(guī)則卷曲結(jié)合OspI的疏水區(qū)域。生化實(shí)驗(yàn)顯示參與OspI和Ubcl3結(jié)合的氨基酸的突變影響兩者的相互作用并抑制NF-κB信號通路的激活。結(jié)合Ubcl3的OspI暴露原本被Asn6I所覆蓋的催化口袋,使得Ubc13的Gln100進(jìn)入催化中心。因此,Ubc13結(jié)合引起的OspI的顯著構(gòu)象變化參與脫酰胺化反應(yīng)。在OspI的催化口袋中,Asp160通過與His145的氫鍵相互作用,使得Cys62與His145形成硫醇咪唑離子對,激活Cys62�；罨腃ys62進(jìn)攻Ubc13的Gln100,使之脫酰胺化生成谷氨酸。OspI作為脫酰胺酶,特異性地識別Ubc13作為底物,其中位于Ubcl3的α1螺旋和L2無規(guī)則卷曲上的氨基酸是OspI特異性識別底物的決定因素。宿主去泛素化酶OTUBI和一些宿主泛素連接酶也結(jié)合Ubc13的al螺旋,L1和L2無規(guī)則卷曲,這表明宿主蛋白和OspI識別底物的同一作用面。本文揭示了OspI催化Ubc13脫酰胺化的分子機(jī)制以及宿主蛋白和病原菌蛋白在泛素結(jié)合酶的識別上的共性。
[Abstract]:During the infection of host cells, pathogens secrete a large number of effector proteins into host cells, specifically acting on key signaling molecules in host cells. Promoting the invasion and proliferation of pathogenic bacteria. OspI is an effector protein secreted by the secretory system of Shigella spp. It interacts with Ubc13, the host ubiquitin binding enzyme, and catalyzes the 100th position of glutamine deamination to produce glutamic acid. Blocking Ubc13 and ubiquitin ligase TRAF6 from synthesizing K63 polyubiquitin chain and inhibiting the activation of NF- 魏 B immune signaling pathway. In order to study the molecular mechanism of the decamination of Ubc13 catalyzed by OspI, we purified OspI and Ubc13 and screened the complex crystals, and finally obtained the complex crystal structure with a resolution up to 2.3 A. The papain like conformation was used in the structure of OspI. However, Ubc13 has extensive interaction between UBC conformation, Ubcl3 and OspI using the classical ubiquitin binding enzyme UBC. The 偽 1 helix of Ubc13 interacts with the negative charge region of OspI and the hydrophobic region of Ll and L2 irregularly curl bound OspI. Biochemical studies showed that mutations in the amino acids involved in the binding of OspI and Ubcl3 affected their interactions and inhibited the activation of NF- 魏 B signaling pathways. Combined with Ubcl3's OspI exposure to catalytic pockets originally covered by Asn6I, the Gln100 of Ubc13 enters the catalytic center. The significant conformational change of OspI induced by Ubc13 is involved in the deamination reaction. Through the hydrogen bond interaction with His145, Cys62 and His145 form mercaptan imidazole ion pair in the catalytic pocket of OspI, which activates Cys62. Activated Cys62 attacked Gln100 of Ubc13 and deaminated it to form glutamic acid. OspI was used as deacylase, and Ubc13 was specifically recognized as substrate. The amino acids on 偽 1 helix and L 2 irregular curl of Ubc3 were the determinants of OspI specific recognition substrate. OTUBI and some of the host ubiquitin ligases also bind to the al helix L1 and L2 of Ubc13, which indicates that host protein and OspI recognize the same surface of substrate. The molecular mechanism of OspI catalyzed Ubc13 deamination and the commonness of host protein and pathogen protein in the recognition of ubiquitin binding enzyme were revealed.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R378

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本文編號：2133768