2020年5月5日，我院李姗教授团队在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》杂志在线发表了题为“Auto arginine-GlcNAcylation is crucial for bacterial pathogens in regulating host cell death”的研究论文。文章揭示了病原微生物三型分泌系统效应蛋白NleB/SseK精氨酸糖基化自修饰对调控宿主细胞死亡的重要意义。
许多革兰氏阴性细菌可利用三型分泌系统（T3SS）将毒力因子（称为效应蛋白）注入宿主细胞，进而操纵宿主细胞的信号传导，以利于病原菌的入侵。李姗教授的前期工作发现三型效应蛋白 NleB 家族，以一种全新的精氨酸 N-乙酰葡萄糖胺化修饰作用于宿主细胞的死亡结构域，从而抑制了宿主死亡受体所介导的细胞死亡（Li et al., Nature, 2013）。随后研究团队又解析了精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰后的死亡受体（TRADD-DD和FADD-DD）的晶体结构，揭示了NleB作用于死亡受体家族进而使其发生精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰的分子作用机制（Ding et al., Molecular Cell, 2019）。沙门氏菌（Salmonella entrica）分泌的SseK1，SseK2和SseK3属于NleB的同源蛋白，SseK1/2/3同样可以使细胞中的死亡受体及其接头蛋白发生精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰。
在探究NleB/SseK的亚细胞定位时，我们偶然地发现了NleB和SseK1/3的糖基化自修饰现象（Auto-GlcNAcylation）。通过蛋白质二级质谱鉴定到了自修饰位点，分别是NleB中的Arg13/53/159/293，SseK1中的Arg30/158/339和SseK3中的Arg153/184/305/335。文章还发现，真核转染体系下，糖基化自修饰能力的缺失降低了NleB对底物TRADD的结合能力；细菌感染体系下，NleB和SseK1/3自修饰位点的突变减弱或消除了对其死亡受体的修饰能力。更重要的是，失去了糖基化自修饰能力的病原菌不再能够抑制TNF或TRAIL-诱导的细胞死亡。文章系统的揭示了NleB/SseK糖基化自修饰的生理功能，这对于全面认识精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰具有重要意义。
我院李姗教授为该论文通讯作者。本项目受到科技部重点研发计划、湖北省教育厅创新团队计划、华中农业大学自主创新基金（华农-太和专项）支持。
