E1-E2融合タンパク質は,細菌の抗ウイルス免疫シグナリングを起動する

Hannah E Ledvina¹, Qiaozhen Ye², Yajie Gu²

¹Department of Biochemistry, University of Colorado Boulder, Boulder, CO, USA.

|February 9, 2023

まとめ

バクテリアは,バクテリオファージ感染に対する先天的な免疫シグナリングを制御するために,Cap2とCap3タンパク質を含むユビキチントランスファーゼのようなシステムを使用します. この古代のメカニズムは,循環性GMP-AMP合成酵素 (cGAS) のようなヌクレオチチルトランスファーゼ (CD-NTases) を活性化させる.

科学分野:

微生物学
免疫学
分子生物学

背景:

生まれつきの免疫は感染を感知し,自己免疫を予防しながら反応を活性化することに依存しています.
ヒトのサイクルGMP- AMP合成酵素 (cGAS) はウイルス感染を検出し,STING経由で抗ウイルス信号を発信するサイクルGMP- AMP (cGAMP) を生成する.
バクテリアは,バクテリオファージを検出し,核酸二次メッセンジャーを生成する,cGASの進化的前駆体であるCD-NTasesを持っています.

研究の目的:

細菌のCD-NTアゼ活性化を制御するメカニズムを解明する.
細菌の免疫シグナル伝達におけるCD-NTase関連タンパク質2 (Cap2) の役割を調査する.
ユビキチントランスファーゼのような機械の進化的起源を理解する.

主な方法:

クリオ電子顕微鏡でCap2-CD-NTase複合体の構造を決定する.
Cap2のユビキチントランスファーゼのような活動を特徴づけるための生化学的分析.
エンドペプチダゼCAP3の機能を研究する酵素測定法

主要な成果:

Cap2は,オールインワンユビキチントランスファーゼのような酵素として作用し,CD- NTasesを活性化させる.
反応性中間状態では,Cap2がCD- NTase C末端をAMPに結合していることが示された.
Cap2の活動は,CD- NTase標的結合体を割るエンドペプチダースであるCap3によってバランスをとります.
このシステムは周期的なGMP-AMP (cGAMP) の生成を促進します.

結論:

バクテリアは免疫信号制御のために簡素化された古代のユビキチントランスファーゼのようなシステムを利用します
このメカニズムは,生命領域におけるE1とE2のユビキチン化酵素の進化の洞察を提供します.
Cap2-Cap3システムは,バクテリアの先天的な免疫反応を調節するための保存された戦略を表しています.

さらに関連する動画

12:20

Bacterial Artificial Chromosomes: A Functional Genomics Tool for the Study of Positive-strand RNA Viruses

Published on: December 29, 2015

21.5K

12:42

Paramyxoviruses for Tumor-targeted Immunomodulation: Design and Evaluation Ex Vivo

Published on: January 7, 2019

9.6K

関連する概念動画

01:29

Immune Response Against Viral Pathogens

862

The immune system's response to viral infections is a complex and coordinated process involving natural killer (NK) cells, T cell-mediated responses, and antibody-mediated responses.
NK Cells
NK cells are a crucial part of our innate immune system, acting as the first line of defense against viral infections. These cells can recognize and kill infected cells without prior exposure to the virus, effectively slowing down the spread of infection. Additionally, NK cells produce proinflammatory...

862

01:23

The Antiviral System of Bacteria and Archaea: CRISPR

CRISPR stands for Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats is a adaptive immune system found in bacteria and archaea that protects against viral infections. This system enables prokaryotic cells to identify, remember, and neutralize foreign genetic elements, primarily bacteriophages, by storing fragments of the invader’s DNA as a genetic memory.The CRISPR immune response begins during an initial infection. Cas (CRISPR-associated) proteins play a central role in this...

02:28

Leaky Scanning

5.2K

During most eukaryotic translation processes, the small 40S ribosome subunit scans an mRNA from its 5' end until it encounters the first start AUG codon. The large 60S ribosomal subunit then joins the smaller one to initiate protein synthesis. The location of the translation initiation is largely determined by the nucleotides near the start codon as there may be multiple translation initiation sites present on the mRNA. Marilyn Kozak discovered that the sequence RCCAUGG (where R...

5.2K

02:33

Initiation of Translation

34.3K

Initiating translation is complex because it involves multiple molecules. Initiator tRNA, ribosomal subunits, and eukaryotic initiation factors (eIFs) are all required to assemble on the initiation codon of mRNA. This process consists of several steps that are mediated by different eIFs.
First, the initiator tRNA must be selected from the pool of elongator tRNAs by eukaryotic initiation factor 2 (eIF2). The initiator tRNA (Met-tRNAi) has conserved sequence elements including modified bases at...

34.3K

01:10

Retrovirus Life Cycles

46.4K

Retroviruses have a single-stranded RNA genome that undergoes a special form of replication. Once the retrovirus has entered the host cell, an enzyme called reverse transcriptase synthesizes double-stranded DNA from the retroviral RNA genome. This DNA copy of the genome is then integrated into the host’s genome inside the nucleus via an enzyme called integrase. Consequently, the retroviral genome is transcribed into RNA whenever the host’s genome is transcribed, allowing the...