浙江大學最新PNAS文章

　　浙江大學生命科學研究院等在在12月4日的PNAS雜志發表了一項研究成果。

　　浙江大學生命科學研究院等處的研究人員發表了題為“Structural insights into the roles of the IcmS–IcmW complex in the type IVb secretion system of Legionella pneumophila”的研究論文，發現并揭示了嗜肺軍團菌四型b亞型(IVb型)分泌系統的接頭蛋白復合物IcmS-IcmW調節毒性效應因子分泌的雙功能作用及分子機制。

　　這一研究成果公布在12月4日 PNAS雜志上，文章的通訊作者為浙江大學生命科學研究院朱永群教授，以及周艷博士，第一作者為許建坡博士和徐丹丹。

　　IVb型分泌系統廣泛存在于人類病原菌嗜肺軍團菌、伯氏考克斯菌等中，在感染宿主細胞時分泌大量的毒性效應因子，例如嗜肺軍團菌分泌大約300個效應因子到宿主細胞中，以調節宿主信號通路，促進肺軍團菌的侵染和生存。IcmS和IcmW是嗜肺軍團菌中兩個酸性蛋白，它們在含有IVb型分泌系統的病原菌中高度保守。它們常被稱為接頭蛋白，能與三型分泌系統的效應因子分子伴侶一樣，結合毒性效應因子，調節效應因子的分泌。IcmS和IcmW還能和IVb型分泌系統的耦聯復合物中的DotL蛋白相互作用。

　　然而，自從被發現至今十多年以來，IcmS和IcmW是如何識別效應因子底物的以及它們與DotL的相互作用到底發揮什么樣的功能完全不清楚。

　　在這篇文章中，研究人員綜合運用生化、微生物學、結構生物學、化學生物學等技術手段，發現IcmS和IcmW在細菌的細胞質中形成1:1的異源二聚體復合物，利用疏水表面去結合IcmS-IcmW依賴型的效應因子底物，使效應因子處于非折疊構象，以促進效應因子的分泌。

　　結構研究顯示，IcmS和IcmW具有全新的結構折疊模式，與已知結構的蛋白以及所有分子伴侶都沒有任何結構相似性。IcmS具有一個球形的αβ結構，而IcmW是個松散性的全α-螺旋結構。IcmS結合到IcmW末端伸出的兩個α-螺旋上，以維持IcmW的結構穩定性。

　　有意思的是，IcmS-IcmW二聚體利用結合效應因子的同一疏水表面去結合DotL，將DotL無規則的C端區域維持在一個“L”形構象，對DotL進行保護，防止被蛋白水解酶ClpP降解。不僅如此，IcmS-IcmW還募集另外一個蛋白LvgA到細菌的內膜上，與DotL形成高度穩定的復合物，從而組裝一個全新的耦聯復合物裝置。該裝置不能結合IcmS-IcmW依賴型的效應因子底物，但能識別和轉運其它IcmS-IcmW非依賴型效應因子底物，說明接頭蛋白IcmS-IcmW復合物在IVb型分泌系統發揮了雙功能的角色：一方面，如分子伴侶一樣，在細胞質中結合效應因子底物，維持底物的非折疊構象，促進效應因子的分泌；另一方面，在細胞內膜上作為固定組成成份募集結構蛋白，組裝全新的耦聯復合物裝置，轉運其他效應因子。

　　這項研究首次揭示接頭蛋白在分泌系統中的雙功能作用特點，對深入認識病原菌IVb型分泌系統的作用機理具有重要意義。