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线性泛素链是真核细胞内一种特殊多聚泛素链,由LUBAC复合物发挥泛素连接酶活性,催化泛素蛋白通过肽键首尾连接而成。线性泛素链参与调节多个细胞生理过程,包括NF-κB信号通路、细胞自噬等。病原菌在长期与宿主斗争中,进化出多种逃逸宿主免疫系统的机制。先前已有研究报道,多种病原菌能够分泌具有去泛素化酶活性的效应蛋白,但这些效应蛋白都只能水解以异肽键连接的泛素链,因此,病原菌中是否存在具有特异性水解线性泛素链活性的效应蛋白,成为了 一个长期存在的科学疑问。为了解决这个问题,我们针对病原菌效应蛋白建立了去泛素化酶的筛选体系。通过筛选我们发现,嗜肺军团菌中的效应蛋白RavD,能够特异性水解线性泛素链。为了揭示RavD的酶活机制,我们通过结构生物学研究,解析了 RavD同源蛋白RavD1c与线性连接的diUb复合物的晶体结构。从结构中我们发现,RavD是一个木瓜蛋白酶样的去泛素化酶,具有Cys-His-Ser催化三联体基序,其三维结构不同于其他去泛素化酶,是一个拥有全新结构的去泛素化酶。RavD结合diUb的两个结合面以及介导和diUb之间相互作用的关键性氨基酸残基决定了 RavD去泛素化酶活性的特异性。RavD通过C端结构域,结合磷脂酰肌醇PI(3)P和PI(4)P,在感染过程中定位到嗜肺军团菌LCV膜上,然后通过N端结构域发挥去泛素化酶活性,水解线性泛素链,防止线性泛素链在LCV膜上积累,从而抑制感染过程中NF-κB信号通路。本研究发现了病原菌中一个特异性水解线性泛素链的全新去泛素化酶RavD,揭示了嗜肺军团菌抑制NF-κB信号通路的新机制。此外,本研究中建立的效应蛋白筛选体系将帮助研究人员发现和鉴定更多去泛素化酶。由于RavD具有全新的结构,可以被开发成研究线性泛素链相关信号通路和作用底物的有力工具。