來自北京生命科學(xué)研究所（National Institute of Biological Sciences，NIBS）,，加州大學(xué)舊金山分校藥理化學(xué)學(xué)系,，山東大學(xué)微生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（State Key Lab of Microbial Technology），北京協(xié)和醫(yī)科大等處的研究人員報(bào)道了一種新酶類家族中的成員——蘇氨酸磷酸裂解酶SpvC（Salmonella SpvC）三種狀態(tài)的晶體結(jié)構(gòu),，并對此類酶家族的生化分析和酶學(xué)機(jī)制進(jìn)行了描述,。這一研究成果公布在《自然—結(jié)構(gòu)和分子生物學(xué)》（Nature-Structural &Molecular biology）雜志在線版上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是柴繼杰博士,，其實(shí)驗(yàn)室主要關(guān)注并研究在生物學(xué)及藥學(xué)應(yīng)用中的重要大分子的結(jié)構(gòu)與功能,，主要通過蛋白晶體衍射的方法及一些生物、生化方面的手段闡述這些生物大分子在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系,。
今年8月,，柴繼杰實(shí)驗(yàn)室在《自然》雜志上在線發(fā)表題為 “The structural basis for activation of plant immunity by bacterial effector protein AvrPto”的文章。這一文章報(bào)道了第一個(gè)細(xì)菌效應(yīng)蛋白和植物中對應(yīng)的抗性蛋白的復(fù)合物AvrPto-Pto的晶體結(jié)構(gòu),，基于該結(jié)構(gòu)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,，提出了AvrPto通過解除Pto對防御響應(yīng)的抑制引發(fā)疾病抗性的機(jī)制。
在這篇新發(fā)表的文章中,，研究人員解析了SpvC在自由狀態(tài),，模擬結(jié)合底物磷酸的硫酸根結(jié)合狀態(tài)以及結(jié)合底物肽段的復(fù)合物狀態(tài)的三種晶體結(jié)構(gòu)。并在這些分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上闡明了SpvC這類蘇氨酸磷酸裂解酶的識別和酶的催化機(jī)制,。文章的第一作者為陳琳潔（Linjie Chen）,。
沙門氏菌的致病蛋白SpvC屬于一種全新的被稱為蘇氨酸磷酸裂解酶的蛋白酶家族一員。蘇氨酸磷酸裂解酶可以特異性的識別絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）激活位點(diǎn)的磷酸化蘇氨酸和酪氨酸（pTXpY）序列,，并不可逆的去除磷酸化蘇氨酸的磷酸基團(tuán),，使反應(yīng)后的MAPK成為不可激活狀態(tài)。SpvC的這種性質(zhì)可以阻斷宿主細(xì)胞免疫信號通過MAPK通路的傳遞，幫助沙門氏菌對宿主細(xì)胞的侵染,。
為了闡明SpvC是如何特異性的識別并滅活宿主的MAPK蛋白,，研究人員解析了SpvC在自由狀態(tài)，模擬結(jié)合底物磷酸的硫酸根結(jié)合狀態(tài)以及結(jié)合底物肽段的復(fù)合物狀態(tài)的三種晶體結(jié)構(gòu),。在分析并比較這三種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,，研究人員結(jié)合生化分析實(shí)驗(yàn)成功的闡明了SpvC這類蘇氨酸磷酸裂解酶的識別和酶的催化機(jī)制。底物結(jié)合誘導(dǎo)了SpvC活性中心發(fā)生很大的構(gòu)象變化,，從而使底物肽段的磷酸化蘇氨酸被包圍在疏水環(huán)境中,，使溶劑分子不能接觸,。這不僅有利于催化消除反應(yīng),，同時(shí)也保證了SpvC的功能不是一般需要溶劑參與的磷酸酶的水解反應(yīng)，即不能作為磷酸化酶,。SpvC的底物特異性主要是通過識別磷酸化蘇氨酸的磷酸基團(tuán)和磷酸化酪氨酸的氨基酸殘基而產(chǎn)生,，從而解釋了為什么這類酶可以作為MAKP一般抑制劑。蘇氨酸的甲基對底物的識別具有重要作用,，保證了這類酶對磷酸化蘇氨酸底物具有更高的活性（與磷酸化絲氨酸相比）,。同時(shí)，結(jié)合生化實(shí)驗(yàn),，研究人員提出了這類酶催化機(jī)制,。SpvC的賴氨酸Lys136可能作為親核基團(tuán)，進(jìn)攻磷酸化蘇氨酸的α-氫原子從而進(jìn)行消除反應(yīng),。在此過程中,，SpvC中的組氨酸His106可能作為起著催化酸的作用。（科學(xué)網(wǎng)）
