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磷酸苏氨酸裂合酶OspF和SpvC是由革兰氏阴性菌志贺氏痢疾杆菌和沙门氏菌的三型分泌系统所分泌的效应蛋白。该类效应蛋白特异识别宿主的MAPK激酶(包括Erk,p38和JNK),通过β-消去反应而“去磷酸化”MAPK激酶的磷酸苏氨酸,不可逆地抑制真核宿主的MAPK激酶介导的免疫信号通路。 在真核生物中并没有发现有磷酸苏氨酸裂合酶家族的成员存在,因此该酶可作为一个非常有吸引力的窄谱抗生素筛选靶标。通过抑制效应蛋白的活性来抗感染的机制与传统抗生素的作用机制不一样,很可能产生耐药性的几率会大大降低。志贺氏痢疾杆菌感染时OspF定位于细胞核中,其入核机制目前仍是未知。围绕上述两个问题,展开以下研究工作: 利用作为催化碱夺的赖氨酸(K136)在溶液中处于去质子化状态,具有很强亲核性的化学性质,与含α,β-不饱和氨基酸的多肽反应,发现可生产共价交联产物,并且含脱氢丙氨酸的多肽的交联效率比含β-甲基脱氢丙氨酸的多肽的交联效率高。进一步质谱鉴定和氨基酸突变检测发现交联反应发生在作为催化碱的保守赖氨酸(K136)和不饱和氨基酸之间。交联效率与K136侧链氨基处于去质子化状态的能力以及与多肽结合能力的强弱有关。Y158F突变使K136侧链氨基的pKa升高,导致交联效率降低。含脱氢丙氨酸的磷酸化Erk5多肽与酶的共价交联产物量比Erk2以及P38多肽的量高。K136的修饰导致酶活性降低,与Erk5多肽交联后几乎完全失去活性。 OspF转染到Hela细胞中,检测其入核情况,发现定位于细胞核中。与Erk2结合能力丧失的OspF突变体依然能够入核,说明OspF不是通过与磷酸化的Erk2结合而入核。通过OspF的N-端和C-端缺失,发现C-端30个氨基酸缺失后不能入核。这30个氨基酸能导致原本定位于胞质的PAK4蛋白入核,并且这段序列能和核孔复合物蛋白Kapα1结合。 综上所述,本研究结果表明:1)含脱氢丙氨酸的磷酸化MAPK多肽能共价修饰磷酸苏氨酸裂合酶的K136,并抑制其酶活性;2)脱氢丙氨酸的磷酸化Erk5多肽可作为设计筛选磷酸苏氨酸裂合酶抑制剂的先导化合物;3)OspF的含有一个核定位序列,通过与核孔复合物蛋白Kapα1结合而导致入核。