Ubiquitinación independiente de las enzimas E1 y E2 por efectores bacterianos

Área de la Ciencia:

• Biología celular
• Microbiología
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• La ubiquitinación es una modificación crucial después de la traducción que regula los procesos celulares eucariotas.
• La vía de ubiquitinación canónica implica una cascada de tres enzimas: E1, E2 y E3.
• Los agentes infecciosos a menudo se dirigen a la red de ubiquitinación para su supervivencia y replicación.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo por el cual los efectores de Legionella pneumophila ubiquitan los objetivos del huésped.
• Para determinar si la actividad de ubiquitinación bacteriana requiere las enzimas E1 y E2 del huésped.
• Para aclarar el papel de un motivo específico en la ubiquitinación mediada por efectores bacterianos.

Principales métodos:

• Identificación y caracterización de los efectores de la familia SidE de Legionella pneumophila.
• Ensayos de ubiquitinación in vitro con efectores bacterianos, ubiquitina y varios sustratos (por ejemplo, las GTPasas de Rab).
• Ensayos de actividad enzimática para evaluar el requerimiento de enzimas E1, E2, ATP y dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD).
• Análisis mutacional de un supuesto motivo de mono-ADP-ribosiltransferasa dentro de los efectores de SidE.
• Ensayos de replicación intracelular en un huésped protozoario para evaluar la función in vivo de los efectores de SidE.

Principales resultados:

• Los efectores de la familia de Legionella pneumophila SidE ubiquitan al huésped Rab pequeñas GTPasas.
• Estos efectores bacterianos catalizan la ubiquitinación independientemente de las enzimas E1 y E2 del huésped.
• Un motivo de mono-ADP-ribosiltransferasa conservado es esencial para la actividad de ubiquitinación de los efectores de SidE.
• La reacción de ubiquitinación independiente de E1/E2 es impulsada por el dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD), formando ubiquitina ADP-ribosilada.
• La actividad de ubiquitinación de SidE es crítica para la replicación bacteriana intracelular en un huésped protozoario.

Conclusiones:

• La ubiquitinación puede ser catalizada por una sola enzima, independiente de la cascada canónica E1/E2.
• Legionella pneumophila utiliza un nuevo mecanismo de ubiquitinación independiente de E1 / E2 para la manipulación de las células huésped.
• Esta estrategia bacteriana destaca la adaptabilidad de las vías de ubiquitinación y su explotación por parte de los patógenos.
• Los hallazgos revelan un nuevo modo de modificación de la ubiquitina con implicaciones potenciales para comprender tanto las interacciones huésped-patógeno como la biología fundamental de la ubiquitinación.