2020年4月28日，我院李姍教授科研團隊在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》雜志在線發表題為“Bacteria-catalyzed arginine glycosylation in pathogens and host”的學術論文。該論文系統總結了存在于病原細菌中的精氨酸糖基轉移酶（Arginine glycosyltransferases）家族，包括：（1）腸致病性大腸桿菌（EPEC）/腸出血性大腸桿菌（EHEC）/嚙齒類檸檬酸桿菌（Citrobacter rodentium）中的NleB家族；（2）沙門氏菌中的SseK家族；（3）銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）及腦膜炎奈瑟氏菌（Neisseria meningitidis）中的EarP家族。NleB/SseK家族的蛋白可以使細胞中的死亡受體及其接頭蛋白發生精氨酸N-乙酰葡萄糖胺修飾，修飾后的死亡受體及其接頭蛋白之間不能寡聚，進而阻斷了死亡受體介導的細胞程序性死亡通路（Liet al., Nature, 2013; Dinget al., Molecular Cell, 2019; Xueet al., bioRxiv, 2019）。EarP家族蛋(dan)白的(de)(de)生(sheng)(sheng)理底物是(shi)存(cun)(cun)在(zai)于銅(tong)綠(lv)假單(dan)胞菌(jun)及腦膜炎奈瑟氏(shi)菌(jun)中的(de)(de)翻譯延伸因子（EF-P），EarP可以使EF-P發(fa)生(sheng)(sheng)精氨酸N-鼠李糖(tang)基(ji)化修(xiu)飾(shi)(shi)，該修(xiu)飾(shi)(shi)可挽救(jiu)聚脯(fu)氨酸導致(zhi)的(de)(de)翻譯延宕，減緩(huan)核糖(tang)體的(de)(de)失速效應。由(you)于銅(tong)綠(lv)假單(dan)胞菌(jun)及腦膜炎奈瑟氏(shi)菌(jun)中存(cun)(cun)在(zai)著眾多毒(du)力蛋(dan)白及抗生(sheng)(sheng)素耐藥因子等(deng)蛋(dan)白均存(cun)(cun)在(zai)著多聚脯(fu)氨酸序(xu)列，因而，鼠李糖(tang)基(ji)化修(xiu)飾(shi)(shi)的(de)(de)EF-P對(dui)細菌(jun)自身的(de)(de)環境適應性以及一些致(zhi)病(bing)菌(jun)的(de)(de)毒(du)性維(wei)持(chi)至關重要(yao)。

通常人們認為蛋白質的N-乙酰葡萄糖胺化修飾（N-GlcNAcylation）發生在天冬酰胺（N-連接的方式）或是絲氨酸/蘇氨酸上（O-連接的方式），而發生在精氨酸上的N-乙酰葡萄糖胺化修飾極其罕見。這是由于精氨酸在生理pH條件下難以解離，是一個非常弱的親核試劑，正常情況下難以親核進攻糖基中的碳原子。該團隊在去年成功解析了NleB單體及NleB/FADD/UDP/Mn²⁺復合體的晶體結構，結構顯示NleB催化底物發生精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修飾屬于S_N2型親核取代反應（Dinget al., Molecular Cell, 2019）。同樣，EarP催化EF-P發生精氨酸N-鼠李糖基化修飾也屬于S_N2型親核取代反應。