文献翻译Science嗜肺军团菌对小GT

大家好，今天给大家推荐一篇发表在Science上的文献，文章的通讯作者是来自特拉华大学的RAMONANEUNUEBEL，她的课题组旨在以嗜肺军团菌为模型研究细菌病原体在宿主细胞内生存和复制的细胞分子机制。其中，RAMONANEUNUEBEL课题组主要研究两个重要方面：病原菌感染期间靶向真核细胞的途径和效应蛋白调节宿主蛋白活性的机制。

摘要

细菌病原体嗜肺军团菌利用宿主细胞囊泡进行转运，是通过短暂调节小鸟苷三磷酸酶（GTPase）蛋白Rab1的活性来完成的。效应蛋白SidM将Rab1募集到含有空泡的军团菌（LCV）中，SidM在LCV中激活Rab1，然后通过共价-添加单磷酸腺苷（AMP）使其进行单磷酸腺苷酸化。

嗜肺军团菌GTPase激活蛋白LepB在Rab1从LCVs中去除前使其失活。由于LepB不能结合单磷酸腺苷酸化的Rab1，导致Rab1失活的分子事件是未知的。他们发现嗜肺杆菌的效应蛋白SidD催化Rab1的单磷酸腺苷释放，产生可被LepB灭活的去单磷酸腺苷酸化的Rab1。嗜肺军团菌SidD突变体不能从LCVs中清除Rab1，SidD被认为是连接Rab1早期积累和随后在感染过程中清除Rab1过程的缺失环节。

简介

单磷酸腺苷酸化是一种将单磷酸腺苷（AMP）共价连接到靶蛋白内酪氨酸或苏氨酸侧链的修饰，被细菌病原体用来操控受感染细胞内的宿主细胞信号传递过程。嗜肺军团菌株Philadelphia-1通过调节小鸟苷三磷酸酶（GTPase）Rab1的活性，利用宿主细胞内质网向高尔基囊泡转运。嗜肺军团菌向宿主细胞传递效应蛋白SidM（DrrA），该蛋白将Rab1招募到含有空泡的军团菌（LCV）中，并通过鸟苷二磷酸（GDP）/GTP交换激活Rab1。后来在感染过程中，嗜肺军团菌GTPase激活蛋白（GAP）LepB使Rab1失活，从而导致其从LCV膜中释放。

SidM通过向第77位酪氨酸中添加单磷酸腺苷激活Rab1，从而通过GTPase激活蛋白，例如LepB或哺乳动物TBC1D20干扰Rab1失活。由于Rab1在LCVs上是暂时存在的，他们假设从LCVs中去除Rab1需要一种对Rab1的去单磷酸腺苷酸化进行催化的嗜肺军团菌蛋白，从而使Rab1能够进入GTPase激活蛋白。事实上，他们发现来自嗜肺军团菌而非大肠杆菌的全细胞裂解物有效地从单磷酸腺苷酸化的Rab1移除用P32放射性标记的单磷酸腺苷。

讨论

他们的研究支持一种模型，即嗜肺军团菌顺序将其效应蛋白传递到宿主细胞溶质中，在宿主细胞溶质中，它们通过一系列修饰事件来利用Rab1活性。在感染早期，Rab1通过多功能效应蛋白SidM被招募到LCVs中，SidM介导Rab1从其伴侣GDP解离抑制物（RabGDI）中释放，Rab1通过GDP/GTP交换以及单磷酸腺苷酸激活。单磷酸腺苷酸化GTP-Rab1被锁定在活性构象中，从而防止其因宿主细胞GTPase激活蛋白（如TBC1D20）而过早失活。单磷酸腺苷酸化Rab1可促进分泌囊泡与LCVs的对接和融合，直到嗜肺军团菌将去单磷酸腺苷酸化SidD转入宿主细胞。SidD催化GTP-Rab1中单磷酸腺苷的去除，从而使Rab1通过GTPase激活蛋白LepB失活，随后通过RabGDI膜提取GDP-Rab1。

SidD作为Rab1脱单磷酸腺苷酸化酶，不仅为嗜肺军团菌感染过程中Rab1调控事件的复杂链提供了缺失环节，而且为原核细胞和真核细胞如何通过短暂的单磷酸腺苷酸调节蛋白功能提供了一个有趣的例子。