來自北京生命科學研究所（National Institute of Biological Sciences,，NIBS）,，加州大學舊金山分校藥理化學學系,，山東大學微生物技術(shù)國家重點實驗室（State Key Lab of Microbial Technology），北京協(xié)和醫(yī)科大等處的研究人員報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機制進行了描述,。這一研究成果公布在《自然—結(jié)構(gòu)和分子生物學》（Nature-Structural &Molecular biology）雜志在線版上。
領導這一研究的是柴繼杰博士,，其實驗室主要關注并研究在生物學及藥學應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,，柴繼杰實驗室在《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。這一文章報道了第一個細菌效應蛋白和植物中對應的抗性蛋白的復合物AvrPto-Pto的晶體結(jié)構(gòu),，基于該結(jié)構(gòu)和相關實驗結(jié)果,，提出了AvrPto通過解除Pto對防御響應的抑制引發(fā)疾病抗性的機制。
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)的基礎上闡明了SpvC這類蘇氨酸磷酸裂解酶的識別和酶的催化機制,。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,，使反應后的MAPK成為不可激活狀態(tài)。SpvC的這種性質(zhì)可以阻斷宿主細胞免疫信號通過MAPK通路的傳遞,，幫助沙門氏菌對宿主細胞的侵染,。
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)的基礎上，研究人員結(jié)合生化分析實驗成功的闡明了SpvC這類蘇氨酸磷酸裂解酶的識別和酶的催化機制,。底物結(jié)合誘導了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,，同時也保證了SpvC的功能不是一般需要溶劑參與的磷酸酶的水解反應，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，結(jié)合生化實驗,，研究人員提出了這類酶催化機制,。SpvC的賴氨酸Lys136可能作為親核基團，進攻磷酸化蘇氨酸的α-氫原子從而進行消除反應,。在此過程中,，SpvC中的組氨酸His106可能作為起著催化酸的作用。（科學網(wǎng)）
