Nature Communications | 柴继杰团队揭示了原核生物 STAND 受抑制蛋白抑制的机制

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者柴继杰

为了应对不断变化的环境，生物体获得了不同的信号机制，以响应内部和外部刺激。具有多个结构域的信号转导 ATP 酶（STAND）是一个无处不在的细胞内信号蛋白家族，在细胞程序性死亡和先天免疫中发挥着关键作用，凋亡蛋白和类 NOD 受体（NLRs）就是其中的典型代表。在死亡提示或病原体入侵的情况下，这些蛋白可形成多聚体复合物（动物凋亡小体和炎症小体，植物抗病小体），从而启动下游信号级联。在细菌中，NLR 相关蛋白参与了抵御噬菌体的过程。最近的一项研究表明，原核生物抗病毒 STAND（Avs）在检测到标志性病毒蛋白时会发生四聚体化，从而激活 N 端效应蛋白结构域并导致细胞死亡，这一过程类似于植物中 RPP1 或 Roq1 介导的细胞死亡。原核生物 STAND 还包括转录调节因子，它们对于监测营养物质的可用性和促进营养物质的有效利用非常重要。

MalT 是大肠杆菌麦芽糖系统的转录激活因子，负责协调麦芽糊精的摄取和代谢。它具有 STAND 家族蛋白的所有特征，具有三方结构域，包括一个 N 端核苷酸结合和寡聚化（NOD）模块、一个超螺旋肽重复序列（SUPR）型传感蛋白结构域和一个具有 DNA 结合活性的效应蛋白结构域。MalT 的转录活性是由麦芽三糖诱导的，麦芽三糖是麦芽糊精内化和代谢或细胞内糖原降解产生的一种糖，目前已发现三种能负向调节 MalT 活性的抑制蛋白。MalK 是麦芽糖转运蛋白的 ATP 结合亚基。在没有底物转运的情况下，MalK 与 MalT 相互作用并将其固定在细胞质膜上，从而阻止其激活。另外两种 MalT 抑制因子是 MalY 和 Aes。如体外实验所示，这两种酶通过直接相互作用抑制 MalT，但可能会受到诱导因子结合的阻碍。迄今为止，还不清楚 MalY 和 Aes 对 MalT 控制的生理作用。

2023年8月15日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了德国科隆大学/清华大学柴继杰（一年内五篇CNS论文！该团队在植物免疫领域取得重大进展！）团队的最新相关研究成果，题为Structural basis for negative regulation of the Escherichia coli maltose system的研究论文。

众所周知，STAND 家族的蛋白质在先天性免疫中发挥着重要作用。然而，人们对它们如何在转录调控中发挥作用仍不甚了解。MalT 是一种控制大肠杆菌麦芽糖系统的细菌 STAND。无活性的 MalT 被不同的抑制蛋白封闭。在这篇文章中，科研人员发现 MalY 与 MalT 的一个寡聚界面相互作用，形成一个 2:2 复合物。MalY 通过阻止 MalT 的寡聚化和加强 ADP 介导的 MalT 自身抑制作用来抑制 MalT 的活性。MalT 核苷酸结合域（NBD）N 端的环区在介导 MalT 自身抑制和激活方面具有双重作用。结构比较显示，配体结合诱导的寡聚化是稳定 C 端结构域和赋予 DNA 结合活性所必需的。总之，科研人员的研究揭示了原核生物 STAND 受抑制蛋白抑制的机制，并为 STAND 转录激活因子的信号传导提供了启示。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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