2020年4月28日，我院李姗教授科研团队在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》杂志在线发表题为“Bacteria-catalyzed arginine glycosylation in pathogens and host”的学术论文。该论文系统总结了存在于病原细菌中的精氨酸糖基转移酶（Arginine glycosyltransferases）家族，包括：（1）肠致病性大肠杆菌（EPEC）/肠出血性大肠杆菌（EHEC）/啮齿类柠檬酸杆菌（Citrobacter rodentium）中的NleB家族；（2）沙门氏菌中的SseK家族；（3）铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）及脑膜炎奈瑟氏菌（Neisseria meningitidis）中的EarP家族。NleB/SseK家族的蛋白可以使细胞中的死亡受体及其接头蛋白发生精氨酸N-乙酰葡萄糖胺修饰，修饰后的死亡受体及其接头蛋白之间不能寡聚，进而阻断了死亡受体介导的细胞程序性死亡通路（Liet al., Nature, 2013; Dinget al., Molecular Cell, 2019; Xueet al., bioRxiv, 2019）。EarP家族蛋白的生理底物是存在于铜绿假单胞菌及脑膜炎奈瑟氏菌中的翻译延伸因子（EF-P），EarP可以使EF-P发生精氨酸N-鼠李糖基化修饰，该修饰可挽救聚脯氨酸导致的翻译延宕，减缓核糖体的失速效应。由于铜绿假单胞菌及脑膜炎奈瑟氏菌中存在着众多毒力蛋白及抗生素耐药因子等蛋白均存在着多聚脯氨酸序列，因而，鼠李糖基化修饰的EF-P对细菌自身的环境适应性以及一些致病菌的毒性维持至关重要。

通常人们认为蛋白质的N-乙酰葡萄糖胺化修饰（N-GlcNAcylation）发生在天冬酰胺（N-连接的方式）或是丝氨酸/苏氨酸上（O-连接的方式），而发生在精氨酸上的N-乙酰葡萄糖胺化修饰极其罕见。这是由于精氨酸在生理pH条件下难以解离，是一个非常弱的亲核试剂，正常情况下难以亲核进攻糖基中的碳原子。该团队在去年成功解析了NleB单体及NleB/FADD/UDP/Mn²⁺复合体的晶体结构，结构显示NleB催化底物发生精氨酸N-乙酰葡萄糖胺化修饰属于S_N2型亲核取代反应（Dinget al., Molecular Cell, 2019）。同样，EarP催化EF-P发生精氨酸N-鼠李糖基化修饰也属于S_N2型亲核取代反应。

本项目受到科技部重点研发计划“蛋白质专项”，国家自然科学基金，华中农业大学自主创新基金以及我院人才启动基金的支持。