2020年5月26日上午,应殷平教授邀请美国西南医学中心彭伟博士做客生科院分子生物学前沿论坛。因受疫情影响,此次会议采取线上模式。彭伟博士究员带来题为“The hand of Vibro puts a lethal hold on the V-ATPase”的报告,蛋白质研究团队全员参加此次学术报告,报告还吸引了众多其他院系师生参加。
肠炎弧菌分布广泛,会引起人的急性肠胃炎,且包含多种治病机理,其中VopQ效应蛋白就是其中之一,它主要通过肠炎弧菌的第一类三型分泌系统(T3SS)分泌,主要作用于溶酶体靶蛋白V-TAPase其中的一个亚基Vo,破坏细胞膜的完整性与溶酶体的酸性环境,同时也会抑制膜的融合从而产生自噬小体的累积,对宿主细胞造成损伤。而V-TAPase是一类非常大的蛋白机器质子泵,通过水解ATP能将氢离子从细胞质转运到溶酶体或者其他细胞器中从而实现酸化,在一定的条件下,V-ATPase可以可逆性解聚。彭伟博士首先在酵母中获得性质良好的Vo复合物,体外重组了Vo-VopQ复合物,借助冷冻电镜技术获得了高分辨率的Vo+1VopQ与Vo+2VopQ结构,发现VopQ 的穿膜区带电,这在膜蛋白中并不多见,彭伟博士分析证实正是这种特殊的性质引起膜的不稳定导致膜泄露。另外彭伟博士还利用pull down 实验与酵母突变体等实验证明了V0与VopQ相互作用,并验证了相互作用位点。同时彭伟博士还通过体外去垢剂实验,发现在pH5.5下,VopQ与DDM会发生共迁移,证明VopQ能与磷脂分子的相互作破坏脂质体结构,是一个具有插膜属性的蛋白。而在VopQ的定位实验中发现在Vo_c、Vo_d与c’ chaperone缺失的细胞中VopQ的定位异于野生型,证明VopQ可以结合内质网上未成熟的Vo复合物从而是细胞生长得到抑制。因此,彭伟博士通过研究证明VoPQ可以通过两条途径对宿主细胞造成损伤。一是通过结合宿主细胞的溶酶体(哺乳动物)、液泡(酵母)与含有V-ATPase的高尔基体上的V-ATPase,引起膜的不稳定。二是VopQ可以结合内质网上正在组装的未成熟的Vo复合物抑制细胞生长。
报告结束后,彭伟博士就学生们提出的问题解答。如:VopQ在结合Vo前后的构象是否发生改变,VopQ与V-ATPase结合的结构为什么会有两种,VopQ效应蛋白产生的条件与它的生物发生过程等,会议间提问不断,气氛热烈。
报告人简介:彭伟,清华大学博士毕业,现于美国西南医学中心分子生物学系开展博士后研究。一直利用单颗粒冷冻电镜的方法研究病源菌与宿主相互作用的分子机制,近些年解析了多个弧菌和致病大肠杆菌等病原微生物毒力蛋白和效应因子与宿主互作的复合物结构,阐明了致病机理。