乙?；揎椩谑确诬妶F菌致病過程中的作用*

鐘文紅 陳濤濤 歐陽松應(yīng)**

（1）福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福州 350117；2）福建師范大學(xué)南方生物醫(yī)學(xué)研究中心，福州 350117）

蛋白質(zhì)翻譯后修飾 （post-translation modification，PTM）是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能的有效途徑，目前常見的PTM包括甲基化、磷酸化、ADP-核糖化、泛素化及糖基化等。蛋白質(zhì)乙?；揎検且环N可逆的翻譯后修飾，通過乙?；D(zhuǎn)移酶將乙酰輔酶A（acetyl-CoA）上的乙酰基團共價結(jié)合在特定的氨基酸殘基上［1］。乙酰化修飾參與生理和疾病相關(guān)的多種關(guān)鍵細胞過程，如基因轉(zhuǎn)錄和表達、DNA 損傷修復(fù)、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)折疊和自噬。近年來，蛋白質(zhì)乙?；诓≡w致病過程中的作用研究取得了一系列的進展，由病原體介導(dǎo)的乙酰化修飾對其在宿主細胞內(nèi)的生存復(fù)制具有重要作用。本文主要從嗜肺軍團菌的致病機制、乙?；揎椄攀?、嗜肺軍團菌效應(yīng)蛋白介導(dǎo)的乙酰化修飾及其在嗜肺軍團菌致病過程中的作用等方面進行綜述。

1 嗜肺軍團菌及其致病性

嗜肺軍團菌 （Legionella pneumophila，L. pneumophila）是一種革蘭氏陰性致病菌，廣泛分布于水生環(huán)境中。人們在吸入被軍團菌污染的氣溶膠后，軍團菌能夠感染人類肺部細胞，引起非典型肺炎，即軍團病。1976 年，在美國費城舉行的退伍軍人大會中首次爆發(fā)了軍團病，一年后臨床分離出了軍團病的病原菌，并以該疾病及其受害者的名字將病原菌命名為嗜肺軍團菌［2］。

為了能夠入侵宿主并在宿主細胞內(nèi)進行復(fù)制，嗜肺軍團菌編碼了一種高度保守的IVB 分泌系統(tǒng)（Legionella pneumophilaDot/Icm type IVB secretion system，T4BSS），稱為Dot/ICM，跨越細菌生物膜，附著于宿主細胞后，將330多種嗜肺軍團菌效應(yīng)蛋白（基因圖譜詳見NCBI 網(wǎng)站：https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/tree/416？）通過Dot/ICM易位到宿主細胞中［3］（圖1）。嗜肺軍團菌效應(yīng)因子能夠促進含軍團菌的液泡（Legionellacontaining vacuole，LCV）的形成與成熟。LCV 是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)衍生的隔室，作為嗜肺軍團菌在宿主細胞內(nèi)復(fù)制生存的場所，可以協(xié)助嗜肺軍團菌逃避溶酶體的降解并從宿主細胞中獲得營養(yǎng)物質(zhì)［4-5］。

Fig. 1 Infection pathway of Legionella pneumophila in host圖1 嗜肺軍團菌在宿主細胞中的侵染途徑

1.1 對宿主細胞的識別

嗜肺軍團菌通過氣溶膠傳播后會進入人體的肺部，感染人類肺泡巨噬細胞，經(jīng)歷了最初的附著和吞噬之后，嗜肺軍團菌進入到宿主細胞內(nèi)進行復(fù)制。嗜肺軍團菌的幾種細菌毒力因子如RtxA（repeat in toxin A）、LadC（L.pneumophila-specific adenylate cyclase）、enhC（enhanced entry protein）、MOMP （major outer membrane protein） 以 及Lcl（L. pneumophilacollagen-like protein）可以促進嗜肺軍團菌的黏附性并協(xié)助其附著于宿主細胞內(nèi)。嗜肺軍團菌主要外膜蛋白MOMP 是一種成孔蛋白，MOMP 與宿主細胞表面的補體受體（complement receptors）CR1和CR3結(jié)合后，會啟動宿主細胞的內(nèi)化作用。嗜肺軍團菌膠原樣蛋白Lcl與細胞黏附有關(guān)，Lcl1 會與補體受體ClqR 結(jié)合。最終，嗜肺軍團菌通過傳統(tǒng)的吞噬作用或特殊的卷曲吞噬過程進入宿主細胞內(nèi)［6］。

1.2 LCV的形成

嗜肺軍團菌利用多種機制逃避宿主的溶酶體降解途徑，其中最重要的就是其LCV 的形成。嗜肺軍團菌進入宿主細胞后，一方面通過抑制宿主溶酶體的酸化［7］，另一方面通過招募宿主內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來源的囊泡將原始吞噬體轉(zhuǎn)化為具有宿主內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜特征的LCV，抑制LCV 與宿主溶酶體的融合，以防止其降解（圖2）［8］。這一過程與宿主細胞的小GTPase 蛋白功能密切相關(guān)，包括附著在病原體囊泡上的Rab1。由COPII（Coat protein II）復(fù)合體形成的囊泡將蛋白質(zhì)和脂類從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）運輸?shù)礁郀柣w順式表面（cis-Golgi），COPI （coat protein I）復(fù)合體介導(dǎo)了COPII 中的組分從高爾基體回到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的循環(huán)［9］。嗜肺軍團菌劫持了來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）出口部位的囊泡運輸，以形成ER衍生的LCV，確保有足夠的軍團菌復(fù)制環(huán)境。進入細胞后，嗜肺軍團菌通過其分泌的效應(yīng)蛋白SidM及Ralf 分別將宿主Rab1 和ADP-核糖基化因子1（ADP-ribosylation factor 1，Arf1）募集至LCV 表面［10-11］。嗜肺軍團菌效應(yīng)蛋白SidM 作為高度特異性的Rab1鳥嘌呤核苷酸交換因子（GEF），通過腺苷化激活Rab1，激活的Rab1 則刺激SEC22b（vesicle trafficking protein，SEC22 homolog B）與突觸融合蛋白（synaxin）的結(jié)合［12］。另外，效應(yīng)蛋白LidA 能夠協(xié)同SidM 募集Rab1 至LCV 表面。而SidM 對Rab1 的腺苷化修飾則能被去腺苷化酶SidD 所逆轉(zhuǎn)，使GTP·Rab1 可與GTP 酶激活蛋白LepB 結(jié)合，從而完成Rab1 的激活循環(huán)［13］。Arf1的活性受Ralf的調(diào)節(jié)，Ralf是一種細菌鳥嘌呤核苷酸交換因子，能夠?qū)⑺拗餍TP 酶招募至LCV。嗜肺軍團菌效應(yīng)蛋白AnkX利用其磷脂酰膽堿酶活性共價修飾Rab1，這一修飾被Lem3 逆轉(zhuǎn)。AnkX還通過磷酸膽堿化修飾使參與內(nèi)體運輸?shù)腞ab35失活，從而調(diào)節(jié)宿主細胞胞內(nèi)和胞外途徑的膜運輸，避免LCV被宿主溶酶體酸化降解［14］。

1.3 嗜肺軍團菌IV型分泌系統(tǒng)

嗜肺軍團菌的致病性與其特有的IV 型分泌系統(tǒng)（T4BSS）密切相關(guān)。T4BSS 由27 種蛋白質(zhì)組成，跨越兩種細菌細胞膜，將效應(yīng)蛋白直接轉(zhuǎn)移到宿主細胞胞漿中。T4SS 介導(dǎo)的分泌過程包括效應(yīng)蛋白的識別及轉(zhuǎn)位到宿主細胞［7］。T4SS 由兩個主要復(fù)合體組成：核心跨膜復(fù)合體（the core transmembrane complex，CTMC） 和Dot/ICM 型IVB 偶聯(lián)復(fù)合體（the Dot/Icm type IVB coupling complex，T4CC）。CTMC 形成效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)位的孔道，由DotC、DotD、DotF、DotG、DotH 和DotK組成。T4CC 的功能是識別和招募效應(yīng)蛋白，由DotL （IcmO）、 DotM、 DotN （IcmJ）、 IcmS、IcmW、LvgA、DotY 和DotZ 組成。效應(yīng)蛋白可以通過與DotL-IcmSW 或DotL-IcmSW-LvgA 復(fù)合體的相互作用發(fā)生易位，另外也可以通過DotM介導(dǎo)的對C端分泌信號的識別而發(fā)生易位，這類效應(yīng)蛋白C 端約25 個氨基酸富含谷氨酸殘基（E-block motif）［15］。

嗜肺軍團菌利用T4BSS向宿主細胞分泌了330多種效應(yīng)蛋白，這些效應(yīng)蛋白介導(dǎo)了多種蛋白質(zhì)翻譯后修飾，如磷酸化［16］、泛素化［17］、去泛素化［18］、腺苷酸化［19］、ADP-核糖基化［20］及糖基化［21］等，參與調(diào)控宿主細胞的細胞進程。例如：SidE 家族的效應(yīng)蛋白包括SidE、SdeA、SdeB以及SdeC，催化不依賴于ATP 的非經(jīng)典泛素化修飾來調(diào)節(jié)細菌感染［22］（圖3）。SidE 家族的mART（momo-ADP-ribosyltransferace）結(jié)構(gòu)域利用β-煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）對泛素（ubiquitin，Ub） 的第42 位精氨酸進行ADP-核糖化修飾（ADPr），產(chǎn)生ADPr-Ub。隨后，ADPr-Ub 被其具有磷酸二酯酶活性的PDE（phoshopdiesterase）結(jié)構(gòu)域切割，釋放ADP并將Pr-Ub轉(zhuǎn)移到底物上進行泛素化修飾。該過程是可逆的，嗜肺軍團菌效應(yīng)蛋白DupA和DupB在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用［23］。在結(jié)構(gòu)上，DUPs 類似于SdeA 的PDE 結(jié)構(gòu)域，但與PDE相比，它們與Pr-Ub具有更高的結(jié)合親和力，這使得它們能夠從底物的絲氨酸殘基中識別切割Pr-Ub，產(chǎn)生Pr-Ub 分子。此外，DUPs 也可以將ADPR-Ub轉(zhuǎn)化為Pr-Ub。SidJ作為一個CaM依賴的谷氨酸化酶會調(diào)節(jié)SidEs的活性，能夠谷氨?；揎桽idEs 抑制其泛素化酶活性［24］，而SdjA 會逆轉(zhuǎn)SdeA上的谷氨?；瘉碚{(diào)節(jié)SidJ的活性［25］。

Fig. 3 Summary diagram of the regulation of SidE activity圖3 SidE家族活性調(diào)節(jié)的示意圖

2 乙酰化修飾

2.1 蛋白質(zhì)乙?；揎椉耙阴；D(zhuǎn)移酶

根據(jù)受體氨基酸的不同，乙?；揎椫饕譃镹型和O型乙?；揎?，其中N型主要發(fā)生在賴氨酸或蛋白質(zhì)N端氨基酸的氨基，O型則發(fā)生在絲氨酸或蘇氨酸的羥基。經(jīng)典的乙?；揎椫饕獮镹型乙酰化修飾，其根據(jù)氨基酸乙?；奈恢弥饕譃镹α-乙酰化和Nε-乙?；愋汀α-乙酰化修飾發(fā)生在底物蛋白N端氨基酸的α氨基上，通常是不可逆的，其由N 端乙?；D(zhuǎn)移酶家族（NAT）所介導(dǎo)［26］。NAT具有不同的底物特異性，如NatA傾向于N端具有絲氨酸、丙氨酸、甘氨酸和蘇氨酸的蛋白質(zhì)，而NatB 作用于具有Met-Glu、Met-Asp、Met-Asn 末端的蛋白質(zhì)，NatC 則作用于Met-Ile、Met-Leu、Met-Trp和Met-Phe末端［27］。

Nε-乙?；揎梽t發(fā)生在底物蛋白賴氨酸的ε氨基，通常是可逆的，其受乙?；D(zhuǎn)移酶和去乙酰化酶的調(diào)節(jié)。介導(dǎo)賴氨酸Nε 乙酰化修飾的酶也稱賴氨酸乙?；D(zhuǎn)移酶（lysine acetyltransferases，KAT）。Nε-乙?；揎棌V泛存在于真核和原核生物中，影響蛋白質(zhì)的多種功能，包括酶活性、蛋白質(zhì)和DNA的相互作用、穩(wěn)定性及亞細胞分布等［28］。

目前已經(jīng)鑒定出了20 多種KAT，根據(jù)它們同源性區(qū)域及乙?；嚓P(guān)基序的相似性，可歸為GNAT 家 族 （GCN5-related N-acetyltransferases family）、MYST 家族和CBP/p300 家族［29］（表1）。GNAT 家族主要包括GCN5（KAT2A）、p300/CBP相關(guān)因子（PCAF，KAT2B）、延伸乙酰轉(zhuǎn)移酶復(fù)合亞基3 （elongator acetyltransferase complex subunit 3， ELP3）及組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶1（HAT1），是目前賴氨酸乙?；D(zhuǎn)移酶中最典型的家族。MYST 家族主要包括Moz（KAT6A）、組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶Ybf2/SAS3、組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶SAS2、Tip60（KAT5）及MOF（KAT8），該家族具有高度保守的MYST結(jié)構(gòu)域：由一個乙酰輔酶A結(jié)合基序和一個鋅指組成。CBP/p300 家族（KAT3A/KAT3B）由環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CBP/CREB）及高度同源的HAT 腺病毒E1A相關(guān)的300 ku蛋白組成，該家族具有4個獨立的反式激活結(jié)構(gòu)域，包括兩個富含半胱氨酸的區(qū)域、激酶誘導(dǎo)的CREB相互作用結(jié)構(gòu)域及核受體輔激活物結(jié)合結(jié)構(gòu)域。不同類型的KAT 在細胞中扮演不同的角色，各種KAT 的穩(wěn)定表達對維持細胞的生理活動都至關(guān)重要。

O-乙?；揎検状卧?006 年被報道，主要由病原菌分泌的一類稱為YopJ 家族的效應(yīng)蛋白所介導(dǎo)，調(diào)控宿主細胞的免疫反應(yīng)。如在耶爾森氏菌中，YopJ 可以作為一種乙?；D(zhuǎn)移酶修飾哺乳動物宿主細胞中的絲氨酸和蘇氨酸，從而破壞宿主免疫［30］，來自植物病原菌丁香假單胞菌的YopJ 家族成員HopZ3 可以乙?；参锏鞍咨系慕z氨酸、蘇氨酸和組氨酸殘基［31］。到目前為止，已經(jīng)有7 個YopJ 家族的效應(yīng)蛋白被證明能夠乙?；湎鄳?yīng)的宿主靶標(biāo)（表2）。有趣的是，YopJ 乙酰基轉(zhuǎn)移酶家族與已知的乙?；D(zhuǎn)移酶，如組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶（HATS）和N 端乙酰基轉(zhuǎn)移酶（NAT）之間沒有序列上的相似性，這表明YopJ 乙?；D(zhuǎn)移酶是獨立進化的［32］。YopJ 家族使用了一種獨特的催化機制，YopJ 家族效應(yīng)蛋白的中心區(qū)域包含一個與半胱氨酸蛋白酶C55家族相同的催化三聯(lián)體，主要由His/Glu/Cys 組成，使它們能夠作為乙?；D(zhuǎn)移酶發(fā)揮作用 。另外，IP6 （inositol hexakisphosphate）是一種激活YopJ 家族乙?；D(zhuǎn)移酶活性的特異性真核輔因子，會誘導(dǎo)該家族整體構(gòu)象發(fā)生變化，從而在催化三聯(lián)體附近形成穩(wěn)定的乙酰輔酶A 結(jié)合位點［33］。一直以來，YopJ 家族乙?；D(zhuǎn)移酶表現(xiàn)出與KATS或NAT沒有觀察到的獨特性質(zhì)，例如，YopJ 家族可對不同氨基酸殘基如Ser/Thr/Lys 進行修飾，YopJ 家族乙酰轉(zhuǎn)移酶是唯一一類選擇性修飾底物蛋白絲氨酸和蘇氨酸殘基的乙?；D(zhuǎn)移酶，其選擇性修飾與底物蛋白氨基酸在多肽中的位置無關(guān)。

Table 1 Protein lysine acetyltransferase and deacetylase表1 蛋白質(zhì)賴氨酸乙酰基轉(zhuǎn)移酶及去乙?；?/p>

Table 2 YopJ family effectors and their targets表2 YopJ家族效應(yīng)器及其毒力靶點

2.2 蛋白質(zhì)去乙?；?/h3>

先前的研究表明，蛋白質(zhì)去乙?；钢饕譃? 類（表1）。第一類主要包括HDAC1、HDAC2、HDAC3和HDAC8，該類去乙?；钢饕ㄎ挥诩毎酥?。第二類根據(jù)催化位點的不同可進一步細分為IIA 類和IIB 類。IIA 類包括HDAC4、HDAC5、HDAC7和HDAC9，該類去乙?；妇哂幸粋€催化位點，主要定位于細胞核中。IIB 類包括HDAC6和HDAC10，有兩個催化位點，它們主要定位于細胞質(zhì)中。I類和II類都是鋅離子依賴的去乙?；?，將乙?；鶑馁嚢彼嶂蟹纸獬鰜?，釋放出醋酸酯。第三類包括Sirtuin 1~7（SIRT1~7）是NAD+依賴的去乙?；福?4］，Sirtuins 通過羅斯曼折疊結(jié)構(gòu)域（Rossmann fold）與NAD+結(jié)合，將乙?；馁嚢彼釟埢系囊阴；コ?，產(chǎn)生脫乙酰賴氨酸及釋放煙酰胺（NAM） 和O- 乙 酰-ADP 核 糖（O-AADPR）［35］，該類酶的亞細胞定位范圍廣泛。第四類只含HDAC11，是一種鋅離子依賴性的去乙酰化酶，介導(dǎo)核心組蛋白N 端賴氨酸的去乙酰化修飾。

3 嗜肺軍團菌效應(yīng)蛋白介導(dǎo)的蛋白質(zhì)乙?；揎?/h2>

蛋白質(zhì)乙?；D(zhuǎn)移酶和去乙?；腹餐{(diào)節(jié)蛋白質(zhì)乙酰化修飾，病原菌在入侵宿主的過程中會分泌乙?；D(zhuǎn)移酶調(diào)控宿主中不同底物的細胞功能，在嗜肺軍團菌中也存在一部分效應(yīng)蛋白介導(dǎo)了乙?；揎棧@些效應(yīng)蛋白對嗜肺軍團菌入侵宿主細胞后的復(fù)制生存具有重要作用。

3.1 GNAT家族乙?；D(zhuǎn)移酶

VipF作為嗜肺軍團菌中保守的核心效應(yīng)因子，是軍團菌在宿主細胞內(nèi)生長所必需的，VipF 與已知的乙酰轉(zhuǎn)移酶的序列和結(jié)構(gòu)比對中顯示出兩個結(jié)構(gòu)域內(nèi)有潛在的乙酰輔酶A 結(jié)合基序，并且VipF顯示出具有氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶的活性［36］。最新的研究發(fā)現(xiàn)，VipF的兩個GCN5結(jié)構(gòu)域通過兩條β鏈連接成兩個翅膀形狀，形成U 形（圖4）。這兩個結(jié)構(gòu)域都與乙酰輔酶A或輔酶A結(jié)合，但只有在C端結(jié)構(gòu)域中，分子才延伸到乙酰轉(zhuǎn)移酶活性反應(yīng)所需的U形槽的底部，N端結(jié)構(gòu)域中的分子會折疊回來。有趣的是，當(dāng)氯霉素作為底物結(jié)合在靠近N端結(jié)構(gòu)域中央U 形槽的口袋中時，VipF 保持開放的構(gòu)象。此外，中央U 形槽的突變包括Glu129和Asp251，極大地削弱了VipF的乙酰轉(zhuǎn)移酶活性，這些都表明嗜肺軍團菌效應(yīng)器VipF 具有獨特的酶機制［37］。經(jīng)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，嗜肺軍團菌中還有一些效應(yīng)蛋白也屬于GNAT 家族（表3），介導(dǎo)了乙酰化修飾，但是它們在宿主中的靶標(biāo)還未被研究發(fā)現(xiàn)。

Table 3 GNAT family of L. pneumophila表3 嗜肺軍團菌中的GNAT家族

3.2 YopJ家族乙?；D(zhuǎn)移酶

嗜肺軍團菌效應(yīng)蛋白Lem17（Lpg1949）是CE家族（CE clan proteases）的一個成員，CE 家族包括去泛素化酶（deubiquitinating enzymes，DUBs）和乙酰轉(zhuǎn)移酶，兩種酶會使用相同的氨基酸殘基作為活性部位。另一個CE 家族成員ChlaDUB1 是來自衣原體中的效應(yīng)蛋白，具有乙?；D(zhuǎn)移酶和去泛素酶的雙重活性，并且這兩種活性使用相同的活性部位。與ChlaDUB1不同，Lem17是一個乙酰轉(zhuǎn)移酶，并且與乙?；D(zhuǎn)移酶家族YopJ 和效應(yīng)蛋白LegCE 的親緣關(guān)系很近［38］。通過生物信息學(xué)分析LegCE和Lpg2538類似于Lem17在嗜肺軍團菌致病過程中參與了對宿主靶標(biāo)的乙?；揎棧▓D5），它們都具有YopJ 乙酰轉(zhuǎn)移酶家族中發(fā)揮乙酰轉(zhuǎn)移酶功能保守的催化三聯(lián)體。它們所介導(dǎo)的乙?；揎椃磻?yīng)開始于催化半胱氨酸硫醇基團上的去質(zhì)子化，催化三元化合物中的組氨酸作為質(zhì)子基團受體。然后，去質(zhì)子化的半胱氨酸作為親核劑攻擊乙酰輔酶A 的羰基，導(dǎo)致乙?；?酶中間體的形成及CoA 會作為副產(chǎn)物被釋放。最后，乙?；?酶中間體會攻擊底物（宿主中的目標(biāo)蛋白），并將乙?；鶊F轉(zhuǎn)移至特定的Ser/Thr/Lys殘基上。

Fig. 5 Sequence alignment of YopJ acetyltransferase family圖5 YopJ乙酰轉(zhuǎn)移酶家族序列比對

3.3 去乙酰化酶

嗜肺軍團菌在感染宿主過程中會進化出多種策略以抵御宿主的免疫系統(tǒng)，使其能夠在宿主細胞復(fù)制增殖。嗜肺軍團菌編碼的效應(yīng)蛋白LphD具有組蛋白去乙?；富钚?，在嗜肺軍團菌感染過程中LphD 會靶向宿主細胞核介導(dǎo)H3K14 去乙酰化修飾［39］。LphD對H3K14乙?；鶊F的去除協(xié)助了嗜肺軍團菌中的另一個效應(yīng)蛋白RomA對相同的賴氨酸殘基進行甲基化修飾。效應(yīng)蛋白RomA含有SET結(jié)構(gòu)域（SETD），并通過宿主組蛋白的甲基化抑制宿主基因表達。LphD 和RomA 不僅針對同一宿主蛋白，而且RomA的活性依賴于LphD。在LphD基因敲除的條件下，感染期間RomA 對H3K14 的甲基化水平會明顯降低，可見LphD 和RomA 是兩個高度依賴的效應(yīng)蛋白，一個效應(yīng)器的活性缺乏會降低另一個效應(yīng)器的活性。并且研究發(fā)現(xiàn)，LphD 和RomA 都會以內(nèi)源性染色質(zhì)結(jié)合復(fù)合物KAT7 為靶標(biāo)，協(xié)同操縱宿主細胞染色質(zhì)以抑制基因表達?？傊?，LphD 的去乙酰化修飾能夠協(xié)同RomA 影響嗜肺軍團菌對宿主細胞的侵染，促進了細菌在宿主體內(nèi)進行復(fù)制。

4 乙?；揎椩诓≡w致病過程中的作用

病原體通過分泌毒力因子調(diào)控宿主特定的細胞功能，以實現(xiàn)在宿主內(nèi)的復(fù)制增殖。其中，病原體毒力因子介導(dǎo)的乙?；揎椬饔迷诓≡w侵染及其宿主內(nèi)的復(fù)制生存起著重要的作用。病原體分泌的乙酰轉(zhuǎn)移酶針對其宿主中的不同底物進行乙?；揎?，影響其功能如阻止磷酸化修飾，促進蛋白酶體依賴的蛋白質(zhì)降解，改變亞細胞定位等。此外，乙?；c其他翻譯后修飾，如甲基化、磷酸化和泛素化有廣泛的交叉聯(lián)系，不同PTM 的組合可以豐富各種細胞過程的調(diào)節(jié)［40］。

4.1 乙酰化修飾阻止宿主信號傳導(dǎo)，破壞宿主免疫防御

在耶爾森氏菌感染后，宿主會迅速激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，將吞噬細胞招募到感染部位以吞噬并清除病原體。耶爾森氏菌通過其三型分泌系統(tǒng)（T3SS） 分泌的毒力因子YopJ（Yersiniaouter protein J）阻斷MAPK 通路的激活。YopJ 能夠直接與MAPKKs（MAPK kinases）包括MAPKK1/2/3/4/5/6 特異性互作， 并對MKK6（MAP kinase kinase 6） 中 氨基酸Ser207、Lys210和Thr211以及MKK2 中的Ser222和Thr226進行乙?；揎?，進而抑制MAPKK 的磷酸化激活［30］。另外，YopJ 還會對 IκB 激酶β（IκB kinase β，IKKβ）的Thr180殘基進行乙?；揎?，抑制其激酶活性，最終導(dǎo) 致NF-κB 信號被阻斷［41］。傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）分泌的效應(yīng)蛋白AvrA具有乙酰轉(zhuǎn)移酶活性，通過乙?；拗鱉KK4 和MKK7 激酶抑制宿主細胞的MAPK-JNK 途徑，進而抑制細胞凋亡［42］。與耶爾森氏菌不同，沙門氏菌是一種胞內(nèi)致病菌，抑制感染細胞的凋亡則有利于其在宿主體內(nèi)的生存。此外，AvrA 也靶向并乙酰化細胞周期的中央調(diào)節(jié)因子p53，促進p53 的轉(zhuǎn)錄活性，導(dǎo)致細胞周期阻滯，抑制細胞凋亡［43］。來自副溶血性弧菌的毒力因子VopA 是由分泌的毒力因子能夠乙?；疢KK6、MKK1 及黏著斑激酶（FAK），抑制其激酶活性及活化，有效抑制細胞遷移和細胞凋亡［44］。

由植物病原菌產(chǎn)生的YopJ 效應(yīng)因子也具有不同的宿主靶標(biāo)，破壞宿主的免疫防御進而促進病程。HopZ1是由引起細菌性斑點病的植物病原菌丁香假單胞菌（P. syringae）所分泌的效應(yīng)因子，在病原菌感染期間， HopZ1a 會乙?；疛az（Jasmonate ZIM domain proteins） 激 活JA/ET（Jasmonate/Ethylene） 信號，進而抑制水楊酸（salicylic acid，SA）所介導(dǎo)的植物防御［45-46］。丁香假單胞菌所分泌的另一個效應(yīng)因子HopZ3 則對RPM1 免疫復(fù)合物中的多個組分進行乙?；揎?，阻斷RPM1 免疫復(fù)合物的磷酸化修飾，從而抑制RPM1依賴的植物免疫防御。由青枯雷爾氏菌所分泌的效應(yīng)因子PopP2 能夠乙?；拗鱓RKY 轉(zhuǎn)錄因子，抑制防御基因的轉(zhuǎn)錄激活［47］。

4.2 乙酰化修飾影響宿主蛋白的亞細胞定位及穩(wěn)定性

到目前為止，已經(jīng)有多項研究證明乙?；揎椏刂屏嗽S多非組蛋白的定位。 黃單胞菌（Xanthomonas euvesicatoria）的效應(yīng)物AvrBsT具有乙?；D(zhuǎn)移酶的活性，能乙?；瘮M南芥中的微管結(jié)合蛋白ACIP1（乙?；嗷プ饔玫鞍?），破壞ACIP1 與微管的結(jié)合，導(dǎo)致ACIP1 聚集體的累積；AvrBsT（K282R）突變體則無法對ACIP1 進行乙?；揎棧瑫r也抑制了ACIP1聚集物的形成［48］。乙?；揎椧才c蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性有關(guān)，賴氨酸多泛素化修飾通常是依賴于蛋白酶體的蛋白質(zhì)降解機制。由于經(jīng)典的乙酰化修飾作用于賴氨酸殘基上，進而可以阻止蛋白質(zhì)的多泛素化修飾，最終抑制蛋白酶體依賴的蛋白質(zhì)降解，所以蛋白質(zhì)乙酰化修飾可以與其他PTMs組合共同調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性。此外，來自小麥赤霉菌的乙?；D(zhuǎn)移酶GCN5乙?；揎椬允上嚓P(guān)蛋白Atg8，促進其的自噬降解［49］。

4.3 乙?；揎椪{(diào)控病原體毒力

乙酰化修飾可以提高或者抑制酶的活性，進而調(diào)控致病菌的毒力。PhoP/PhoQ雙組分系統(tǒng)在細菌中高度保守，并在哺乳動物宿主內(nèi)調(diào)節(jié)毒力以響應(yīng)各種環(huán)境脅迫。沙門氏菌PhoP 的乙酰化對其毒力至關(guān)重要，前面的研究發(fā)現(xiàn)，PhoP 的兩個賴氨酸殘基K201 和K102 可以分別被乙?；D(zhuǎn)移酶Pat 和AcP 乙?；?，參與了PhoP 活性的調(diào)節(jié)，K201Q 突變會抑制巨噬細胞的生長及導(dǎo)致小鼠模型的毒力減弱。此外，PhoP 的另一個高度保守的賴氨酸殘基K88 乙?；揎梽t削弱了PhoP 的二聚體形成［50］，抑制其與DNA 的結(jié)合能力，導(dǎo)致鼠傷寒沙門氏菌的毒力減弱。大多數(shù)致病菌的臨床感染是以生物膜為基礎(chǔ)的，這是因為生物膜為致病菌提供了保護，使其不受宿主免疫反應(yīng)和抗生素的影響。LuxS 是群體感應(yīng)分子產(chǎn)生的關(guān)鍵酶，參與嗜水氣單胞菌生物膜的形成，LuxS 缺失的突變體在小鼠模型中表現(xiàn)為生物膜形成能力增強。LuxS K165位點的乙酰化修飾會抑制該酶的活性，增強生物膜的形成，進而增強毒力［29］。LuxS乙酰化機制的鑒定可能代表了一個新的藥物靶標(biāo)，以調(diào)節(jié)基于生物膜的病原體感染。

5 展 望

到目前為止，乙酰化修飾作為一種常見的蛋白質(zhì)翻譯后修飾，參與許多重要的生物學(xué)過程的調(diào)節(jié)。最初乙?；揎椦芯康闹攸c主要集中在細胞轉(zhuǎn)錄、翻譯和代謝過程，近年來研究者發(fā)現(xiàn)乙酰化修飾在病原體致病性也具有重要作用，如胞內(nèi)病原菌嗜肺軍團菌分泌有多個具有乙酰化活性的效應(yīng)蛋白至宿主細胞中。嗜肺軍團菌分泌的效應(yīng)蛋白中盡管有多個蛋白質(zhì)被預(yù)測介導(dǎo)了乙酰化修飾，但是到目前為止還未報道過這些效應(yīng)蛋白在嗜肺軍團菌致病過程中的調(diào)控機制，它們是否會影響嗜肺軍團菌對宿主細胞的識別、LCV 的形成及嗜肺軍團菌在宿主體內(nèi)的生長復(fù)制？它們是否會阻止宿主信號傳導(dǎo)，破壞免疫防御，協(xié)助嗜肺軍團菌侵染宿主及逃逸？以上問題還有待探究。大規(guī)模的乙?；M學(xué)分析揭示更多病原體毒力蛋白的乙?；饔眉捌浒袠?biāo)，有助于理解乙?；揎椚绾握{(diào)節(jié)毒力因子在病原體致病過程中的影響。更多地了解乙?；揎椩谥虏【l(fā)病機制中的作用，可以為新的治療方法奠定基礎(chǔ)。