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病原体:SidJ–カルモジュリンが触媒するグルタミル化による細菌性ユビキチンリガーゼの阻害

Nature 572, 7769 doi: 10.1038/s41586-019-1440-8

細菌のSidE酵素ファミリーは、ホスホリボシル基で連結されたセリンのユビキチン化を触媒し、レジオネラ症の病原菌であるレジオネラ菌Legionella pneumophilaの感染力を増強する。SidE酵素群は、レジオネラ菌のエフェクターSidJと遺伝子座を共有しており、SidJは酵母や哺乳類細胞では、まだ解明されていない機構を介して、時空間的にSidE酵素群の毒性に拮抗する。SidJを欠損させたレジオネラ菌は、その自然宿主であるアメーバ類およびマウスのマクロファージの両方で増殖が大きく損なわれる。今回我々は、SidJがグルタミラーゼの一種であり、SdeAのモノADPリボシルトランスフェラーゼドメイン中の触媒活性を担うグルタミン酸を修飾して、SdeAのユビキチンリガーゼ活性を阻害することを明らかにする。SidJのグルタミル化活性は、真核生物特異的なコファクターのカルモジュリンとの相互作用を必要とし、細胞内Ca2+濃度の変化により調節され得る。ヒトのアポ型カルモジュリンと複合体を形成したSidJのクライオ(極低温)電子顕微鏡構造から、このヘテロ二量体グルタミラーゼの構造が明らかになった。L. pneumophilaに感染した細胞の中では、レジオネラ菌を含む小胞の表面で、SidJがSidE酵素群のグルタミル化を仲介することが分かった。我々は、定量的プロテオミクスを用いて、SidJを介したグルタミル化の標的と推定される複数の宿主タンパク質を見いだした。我々の研究は、SidJ–カルモジュリングルタミラーゼによるSidEリガーゼ阻害を介した機構を明らかにしており、真核生物においてあまり調べられていないタンパク質修飾(グルタミル化)を研究するための新たな道を開く。

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