Nature两篇文章发现蛋白重要机制

　　

生物通报道：大肠杆菌（E.coli）是一种在人和温血动物肠道内常见的细菌，大多数大肠杆菌菌株无害。然而，一些菌株，例如肠出血性大肠杆菌(enterohaemorrhagic escherichia coli，EHEC)可引起严重的食源性疾病。大肠杆菌菌型O157:H7就是大肠杆菌的一种肠出血性菌种，能通过感染小肠上皮层引起严重的胃肠疾病。

EHEC的感染过程是通过将一种称为EspFu（也称为TccP）的蛋白注入到宿主细胞质中实现的，这个蛋白能诱导肌动蛋白基座的形成——后者是细菌粘附所需要的，这个过程需要Wiskott-Aldrich综合症蛋白家族的激活。目前有关EspFu如何激发宿主肌动蛋白机器的机制并不清楚，本期《Nature》上的两篇文章对此进行了分析。

第一篇文章中，来自加州大学旧金山分校化学与化学生物学系，细胞与分子病理学系，美国康涅狄格大学健康中心（University of Connecticut Health Center）的研究人员发现EspFu能激发宿主的WASP（Wiscott–Aldrich syndrome protein）肌动蛋白成核因子家族，这些成核因子正常情况下是由GTP酶Cdc42激发的。

哺乳动物中WASP家族有五位成员分子：WASP, N-WASP, WAVE1, WAVE2, 和WAVE3。WASP的发现是引起编码该蛋白的基因一旦发生突变将导致人类遗传病—Wiskott–Aldrich综合症，这是一种X连锁的疾病，主要症状有血小板缺失、免疫缺陷和湿疹。

研究人员通过生化实验发现EspFu通过模拟一个内源性调控元素（即自抑制因子，不是天然激活因子），选择性的激活了Cdc42活性过程中的一个亚基，而且这些EspFu的活性与至少两种N-WASP蛋白的相同活性相关。因此EHEC可以利用一个简单的自抑制片段构建高效的机动蛋白聚合机器。

在第二篇文章中，来自美国德州大学西南医学中心（University of Texas Southwestern Medical Center）霍德华休斯医学院，麻省大学医学院的研究人员从结构角度进行了研究，提供了关于EspFu 和 N-WASP之间的结合互动及其激发的详细信息。

这两项研究成果解析了EspFu激发宿主肌动蛋白机器的机制，为进一步了解EHEC这种食源性病原菌，以及针对此类疾病的治疗和预防提供了重要信息。

（生物通：张迪）

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注：

1.肠出血性大肠杆菌（EHEC）

大肠杆菌（E.coli）是一种在人和温血动物肠道内常见的细菌。大多数大肠杆菌菌株无害。然而，一些菌株，例如肠出血性大肠杆菌（EHEC）可引起严重的食源性疾病。它主要通过食用被污染的食物传染给人类，这些食物如生的或烹调不彻底的绞碎肉制品和原料奶。它作为一个公共卫生问题的重要性得到承认是在1982年继美利坚合众国的一次该病暴发之后。肠出血性大肠杆菌产生的毒素称为志贺样毒素或类志贺毒素，这是因为它们与志贺氏痢疾杆菌产生的毒素相似。肠出血性大肠杆菌可在7℃-50℃的温度中生长，其最佳生长温度为37℃。一些出血性大肠杆菌可在pH值达到4.4和最低水活度（Aw）为0.95的食物中生长。通过烹调食物，使食物的所有部分至少达到70℃以上时可杀灭该菌。O157:H7大肠杆菌是与公共卫生有关的最重要的出血性大肠杆菌的血清类型；然而在散在病例和暴发中也经常涉及其它血清类型。

肠出血性大肠杆菌引起的疾病
肠出血性大肠杆菌引起的疾病症状包括腹部绞痛和腹泻，一些病例可能发展为血性腹泻（出血性大肠炎）。还可能出现发烧和呕吐。潜伏期3至8天，平均为3至4天。大多数病人10天内康复，但是有少数病人（特别是幼儿和老年人）的染病可能发展为威胁生命的疾病，例如溶血尿毒综合症（HUS）。溶血尿毒综合症的特点是急性肾衰竭、溶血性贫血和血小板减少。据估计，10%的肠出血性大肠杆菌感染者可发展为溶血尿毒综合症，病例死亡率为3%至5%。总体来说，溶血尿毒综合症是幼儿急性肾衰竭的最通常原因。25%的溶血尿毒综合症病人可发生神经并发症（例如癫痫发作、中风和昏迷），在大约50%的幸存者中发生通常是轻型的慢性肾病。

不同年龄组的肠出血性大肠杆菌感染的发病不尽相同，所报病例的最高发病率发生在15岁以下的儿童中（美利坚合众国每10万病例中占0.7）。63%至85%的病例是由于通过食物感染病菌。肠出血性大肠杆菌发展为溶血尿毒综合症的百分比在散在病例（3%-7%）和与暴发相关的病例（20%或更多）之间有所不同。从流行病学的角度来看，偶然暴发一般存在有散在病例的背景。一些暴发涉及大量病例，例如1996年日本发生的情况，该次暴发与学校午餐中食用污染的萝卜缨有关，造成9451人发病。有关发展中国家这一情况的数据有限，因为没有对这种病菌进行常规监测。

2.WASP：哺乳动物中WASP家族有五位成员分子：WASP, N-WASP, WAVE1, WAVE2, 和WAVE3。WASP的发现是引起编码该蛋白的基因一旦发生突变将导致人类遗传病—Wiskott–Aldrich综合症，这是一种X连锁的疾病，主要症状有血小板缺失、免疫缺陷和湿疹。

原文摘要：

Nature 454, 1005-1008 (21 August 2008) | doi:10.1038/nature07170;
Received 24 December 2007; Accepted 12 June 2008; Published online 23 July 2008
The pathogen protein EspFU hijacks actin polymerization using mimicry and multivalency
[Abstract]

Nature 454, 1009-1013 (21 August 2008) | doi:10.1038/nature07160;
Received 24 December 2007; Accepted 10 June 2008; Published online 23 July 2008
Structural mechanism of WASP activation by the enterohaemorrhagic E. coli effector EspFU
[Abstract]