美国西北大学PNAS | 一种多铁酶在非型流感嗜血杆菌的毒力因子上负载了铜结合的氧化唑酮/硫酰胺对

文摘   科学   2024-10-17 09:00   辽宁  

近日,美国西北大学 Amy C. Rosenzweig 团队在 Proc.Nat.Acad.Sci. 上报道了题为“A multi-iron enzyme installs copper-binding oxazolone/thioamide pairs on a nontypeable Haemophilus influenzae virulence factor”的最新研究成果。
研究内容
多核非血红素铁依赖性氧化酶 (MNIO) 是一个快速发展的酶类别,参与核糖体合成的肽天然产物 (RiPP) 的生物合成和翻译后修饰。最近,作者发现非典型流感嗜血杆菌 (NTHi) 的分泌性毒力因子由一个操纵子表达,命名为 hvf 操纵子,该操纵子还编码 MNIO。通过穆斯堡尔光谱,作者证实 MNIO HvfB 含有三铁辅因子。作者证明 HvfB 与 HvfC(一种含有RiPP识别元件(RRE)的伴侣蛋白)协同作用,在毒力因子前体肽 HvfA 的六个半胱氨酸残基上进行翻译后修饰。通过串联质谱和核磁共振进行结构分析,表明这些半胱氨酸残基被转化为类似于 RiPP 甲烷杆菌素中的恶唑酮和硫代酰胺对。与甲烷杆菌素类似,成熟的毒力因子(命名为恶唑啉)利用这些修饰残基来配位 Cu(I) 离子。鉴于恶唑啉对 NTHi 入侵宿主细胞的重要性,这些发现表明铜在 NTHi 感染过程中起关键作用。此外,恶唑啉及其生物合成途径是 NTHi 的潜在治疗靶点。
本文要点
以下是关于穆斯堡尔谱的研究重点:
要点1.铁辅因子的分析

文章中通过穆斯堡尔光谱学展示了 HvfB 酶含有三铁辅助因子。研究人员利用穆斯堡尔光谱学来确定 HvfB 中的铁辅因子的结构特征,这对于理解酶如何对毒力因子进行修饰至关重要。

要点2.  氧化还原状态的分析:穆斯堡尔光谱学还被用于分析 HvfB 在不同氧化还原状态下的铁离子,这对于理解其在生物合成过程中的作用非常重要。


小结

穆斯堡尔谱在这篇文章中被用作一种分析工具,用于研究和表征与 NTHi 毒力因子相关的铁酶的结构和功能,特别是其铁辅因子的特性和酶在不同状态下的氧化还原特性。这项研究提供了关于毒力因子成熟过程的见解,表明铜在 NTHi 感染期间宿主-病原体界面上可能发挥作用,并可能引导开发出新的治疗策略来对抗 NTHi 感染。研究人员将成熟的毒力因子命名为 oxazolin,并指出其生物合成途径代表了 NTHi 的潜在治疗靶点。文章中还提到了其他实验方法,如质谱、核磁共振(NMR)和铜离子结合实验,这些方法共同揭示了HvfA 的修饰细节和其与铜离子的相互作用。研究结果不仅增进了对 NTHi 毒力因子的理解,也为开发新的抗菌策略提供了可能的途径。

参考文献:

A multi-iron enzyme installs copper-binding oxazolone/thioamide pairs on a nontypeable Haemophilus influenzae virulence factor. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024, 121(28): e2408092121.

文章链接:
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2408092121

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