泛素化修飾調(diào)控真核細(xì)胞中幾乎所有的過(guò)程，尤其在細(xì)胞分裂和免疫反應(yīng)等方面起不可或缺的作用。很多病原菌成功感染宿主的前提是高效干擾和劫持泛素化和去泛素化調(diào)控的寄主細(xì)胞過(guò)程。嗜肺軍團(tuán)菌是一種可引起人類的非典型性肺炎的條件性致病菌, 其通過(guò)一個(gè)稱為Dot/Icm的IV型分泌系統(tǒng)分泌大約330個(gè)效應(yīng)蛋白到宿主細(xì)胞中，這些毒力蛋白利用高度多樣化的生化機(jī)制干擾宿主各種信號(hào)通路以輔助細(xì)菌在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖。

來(lái)自福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院歐陽(yáng)松應(yīng)課題組與美國(guó)普渡大學(xué)羅招慶課題組強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，發(fā)表了題為“Legionella pneumophila regulates the activity of UBE2N by deamidase‐mediated deubiquitination”的文章，報(bào)道了嗜肺軍團(tuán)菌（Legionella pneumophila）效應(yīng)因子MvcA的相關(guān)研究。

之前的研究發(fā)現(xiàn)嗜肺軍團(tuán)菌的效應(yīng)蛋白MavC以谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶方式催化泛素分子的Gln40與E2結(jié)合酶UBE2N的K92和K94位點(diǎn)形成異肽鍵，從而完成對(duì)UBE2N的泛素化修飾并抑制其功能。UBE2N主要參與合成K63型的多聚泛素鏈，在免疫反應(yīng)和細(xì)胞生存等過(guò)程中起重要作用。

在感染過(guò)程中，NF-kB參與維持感染細(xì)胞的生存，而MavC介導(dǎo)的UBE2N泛素化會(huì)持續(xù)抑制其功能，導(dǎo)致NF-kB活性下降，引起感染細(xì)胞死亡，不利于軍團(tuán)菌在胞內(nèi)的增殖。 

這項(xiàng)研究揭示位于mavC下游的mvcA基因編碼一個(gè)能特異性的對(duì)UBE2N-Ub去泛素修飾的酶。令人意外的是，MvcA和MavC在蛋白系列和結(jié)構(gòu)上高度相似，并且均具有泛素脫酰胺酶功能。

研究人員通過(guò)解析MvcA與其底物UBE2N-Ub復(fù)合物的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)MvcA的一個(gè)插入?yún)^(qū)域參與了底物識(shí)別。經(jīng)MvcA去泛素的UBE2N恢復(fù)其E2泛素結(jié)合酶的功能，重新參與NF-kB通路的激活，保證感染細(xì)胞存活，從而支撐細(xì)菌在胞內(nèi)的生長(zhǎng)。

這一研究還發(fā)現(xiàn)MavC在整個(gè)感染過(guò)程中表達(dá)水平保持一致，而MvcA只有在感染后5小時(shí)才能在胞內(nèi)菌中檢測(cè)到表達(dá)，表明軍團(tuán)菌通過(guò)控制MavC和MvcA在感染過(guò)程中的表達(dá)，滿足在不同時(shí)間段感染細(xì)胞對(duì)UBE2N功能的需求。

這一研究不僅揭示了谷酰胺脫氨酶的全新功能，也表明結(jié)構(gòu)高度相似的兩個(gè)蛋白可以具有截然相反的生化功能，對(duì)后續(xù)探討蛋白功能進(jìn)化以及結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系具有重要意義。