来源：华中农业大学
▲李姗教授（左四）团队
3月25日，Molecular Cell在线发表了华中农业大学生命科学技术学院、生物医学与健康学院李姗教授团队题为“Pathogen hijacks programmed cell death signaling by arginine ADPR-deacylization of caspases”的研究成果。研究团队在研究紫色色杆菌入侵宿主新机制过程中，发现了一种新型蛋白质翻译后修饰，并揭示了其生物学作用。该研究进一步拓展了人类知识的边界，为开发防治紫色色杆菌感染相关疾病提供了新的药物靶点和理论基础。
紫色色杆菌（Chromobacterium violaceum，C. violaceum）是一种广泛存在于热带及亚热带地区土壤和水体中的革兰氏阴性致病菌，大部分个案是接触含有细菌的水及泥土后而感染，被感染人体尤其是免疫力低下者可引起严重的皮肤、肝、脾脓肿和坏死，感染进程快，致死率超过50%。
已有研究表明，紫色色杆菌拥有两套类似于注射器的装置（III型分泌系统），该装置能将病菌体内的蛋白注入到宿主细胞体内，进而实现侵染，但具体的侵染机制尚不清楚。
细胞凋亡是细胞为确保机体正常生长、发育以及维持体内环境稳定，以更好地适应生存环境而主动形成的一种自我死亡过程。半胱天冬酶家族( Caspase)能够启动和维持细胞凋亡，是细胞程序性死亡过程中的重要调控蛋白。Caspase活性出现异常时，细胞的凋亡过程会受到影响，细胞的生长、发育也会随之出现异常。
长期以来，李姗教授团队尤为关注细胞死亡信号通路的相关研究。近年来，团队利用紫色色杆菌感染上皮细胞后，在上皮细胞死亡相关的分子标志物中检测发现，caspase-3蛋白的活化出现异常，这一异常引发了团队的兴趣。
进一步研究发现，这一异常变化依赖于紫色色杆菌的III型分泌系统，且紫色色杆菌的一种效应蛋白（CopC）是抑制caspase-3蛋白活性的“罪魁祸首”。
▲CopC在钙调蛋白辅助下催化的新型蛋白质翻译后修饰ADPR-deacylization
团队进一步研究了紫色色杆菌的这种效应蛋白CopC的作用机理。研究发现，宿主体内的钙调蛋白“无意间”充当了CopC的“帮凶”，在它们的共同作用下，在宿主细胞中caspase-3蛋白产生了一种新的翻译后修饰，且修饰位点位于R207，进而导致caspase-3蛋白失去了识别其底物切割序列的能力。如果把caspase-3蛋白比作一把剪刀，相当于其剪刀无法识别其要剪切的对象，进而抑制了宿主细胞凋亡。
▲紫色色杆菌效应蛋白CopC在感染中的作用机理
CopC在紫色色杆菌感染过程中对病原菌毒力至关重要。研究还发现，CopC的同源蛋白广泛分布于自然界各种致病菌（如人类致病菌、植物致病菌、海洋动物致病菌等）及非致病菌中，表明CopC家族蛋白通过ADPR-deacylization修饰caspase家族蛋白进而调控细胞死亡信号通路是被病原菌广泛使用的一种新机制。
华中农业大学博士研究生彭婷、陶新园和夏竹君为该论文共同第一作者，李姗教授为该论文通讯作者。
