分享一篇發(fā)表在Nature上的文章，題目為“Structure and assembly of a bacterial gasdermin pore”，通訊作者是來自哈佛醫(yī)學院的Philip J. Kranzusch和其課題組的博士后Alex G. Johnson，他們的主要研究方向是細菌對病原體免疫的生物學機制。
Gasdermin（GSDM）蛋白家族在哺乳動物細胞中可以進行寡聚體組裝，結合質膜成孔并引起細胞焦亡，在消除感染、調(diào)節(jié)免疫反應等方面有著至關重要的功能。而在本文中，作者則將目光轉向原核細菌中的GSDM蛋白（bGSDM），確定了多種bGSDM聚合體的組裝結構，發(fā)現(xiàn)不同細菌可以形成多樣的bGSDM孔隙結構。作者首先使用一組來自不同細菌門的bGSDM同系物在體外重建了孔隙結構，理論上細菌和人類的GSDM具有相似的激活機制，經(jīng)過具有感知噬菌體感染等功能的一系列上游蛋白的活化，抑制性 C 端結構域（CTD）釋放出成孔的 N 端結構域 （NTD）。在體外重構實驗中，作者設置了可人工激活GSDM的切割位點，將活化的bGSDM變體重組在脂質體上，并使用負染色電子顯微鏡可視化膜孔，結果可以觀察到細菌GSDM膜孔的結構具有較大的變化范圍，且大大超出人類GSDM孔的尺寸。通過單顆粒冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）分析，作者發(fā)現(xiàn)在其研究的bGSDM中，孔徑尺寸最大的Vitiosangium bGSDM除了形成以往認知的單環(huán)孔外，還可以形成形似“彈簧”的結構，原子模型解析其為52聚體，這一新結構可能說明這類細菌GSDM可能提供更為復雜精細的調(diào)控以保護細菌免受病毒侵害。且作者的表征表明bGSDM孔組裝非常穩(wěn)定，對整個蛋白質長度的微小擾動具有魯棒性，這是與哺乳動物GSDM對應物不同的特征。最后，作者著重關注了N末端Cys的棕櫚?；揎棇GSDM的作用。在實驗中，作者觀察到棕櫚酰結合口袋的大多數(shù)突變不會損害 bGSDM 介導的細菌死亡，但修飾位點半胱氨酸殘基本身的C4A突變導致bGSDM失活并挽救了細菌的生長。體外純化實驗表明C4A突變體可以形成穩(wěn)定的蛋白，但形成膜孔和導致脂質體泄漏的能力均顯著降低，說明N末端棕櫚酰修飾在bGSDM孔的形成中具有直接作用。分子動力學模擬則提供了與實驗結果一致的模型，即bGSDM利用棕櫚酰化來加強膜相互作用并誘導膜紊亂以降低孔隙形成的能量勢壘，棕櫚酰化刺激初始膜相互作用并在完全孔形成之前穩(wěn)定中間 bGSDM 組裝體。總的來說，本文解析了多種細菌GSDM的蛋白質結構，并通過對其中一類亞型的解析發(fā)現(xiàn)了棕櫚?；揎椩诩毦鶪SDM誘導程序性死亡中的作用。文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07216-3原文引用：DOI: 10.1038/s41586-024-07216-3
