構造生物学：レジオネラ菌の単一のエフェクターによって起こるホスホリボシル基によるユビキチン化の機構
Nature 557, 7707 doi: 10.1038/s41586-018-0147-6
ユビキチン化は、真核生物の多くの細胞過程を調節する翻訳後修飾である。通常のユビキチン化カスケードでは、最終的にユビキチン（Ub）のC末端と標的タンパク質（通常は標的タンパク質のリシン側鎖）との間に共有結合が形成される。レジオネラ菌の一種であるLegionella pneumophilaのエフェクタータンパク質SidEファミリーに関する最近の研究で、基質のセリン残基にホスホリボシルユビキチン（PR-Ub）をリン酸ジエステル結合を介して結合させるというユビキチン化が明らかになった。今回我々は、SidEファミリーに属するSdeAについて、ユビキチン化活性を保持した断片の結晶構造を示し、この独特な翻訳後修飾の仕組みを明らかにする。この構造から、触媒モジュールには機能の異なる2つのユニット、すなわち、ホスホジエステラーゼドメインとモノADPリボシルトランスフェラーゼドメインが含まれることが分かった。生化学解析によって、モノADPリボシルトランスフェラーゼドメインによるUbからADPリボシル化Ub（ADPR-Ub）への変換と、ホスホジエステラーゼドメインによる基質へのPR-Ubの連結は、SdeAの持つ2つの互いに無関係な活性によることが明らかになった。さらに、SidEファミリーに属するSdeDの持つ相同なホスホジエステラーゼドメインについて、UbおよびADPR-Ubとそれぞれ複合体を形成した2種類の結晶構造を示す。これらの構造から、SdeAがADPR-UbをPR-UbとAMPへと変換し、次いでPR-Ubを基質のセリン残基に結合させる仕組みが示唆された。今回の研究は、ホスホリボシル基で連結されるユビキチン化の分子機構を明確にしたもので、真核生物でのこの珍しいタイプのユビキチン化についての今後の研究を可能にするだろう。
