哺乳动物与细菌衔接蛋白作为共去抑制对激活E3泛素连接酶WWP2的新机制

《Journal of Biological Chemistry》：Mammalian and Bacterial Adaptors Function as Co-Disinhibitory Pairs to Activate the E3 ubiquitin ligase WWP2

本研究针对NEDD4样E3泛素连接酶WWP2的自抑制调控机制，首次揭示TMEM127/SUSD6和TMEM127/SteD两类共去抑制对通过协同结合WW2结构域和C2结构域激活WWP2的分子机制。研究人员通过定点突变、免疫共沉淀和细胞泛素化实验，发现细菌效应蛋白SteD可不依赖PY基序直接结合C2结构域解除自抑制，为病原体劫持宿主泛素化系统提供了新范式，对自身免疫疾病和肿瘤治疗具有重要启示意义。

　　

在细胞生命活动的精密调控网络中，泛素化修饰犹如分子世界的"死亡标签"，而执行这一关键过程的E3泛素连接酶中，NEDD4家族成员WWP2（WW Domain Containing E3 Ubiquitin Protein Ligase 2）扮演着重要角色。这种酶参与从细胞分化到T细胞免疫的多种生理过程，但其活性受到严格调控，通常处于自抑制状态。就像被锁住的工具箱，需要特定"钥匙"——即含有PY基序（Proline-Tyrosine motif）的衔接蛋白（Ndfips）才能激活。然而，这些"钥匙"如何精确解锁WWP2的催化活性，特别是病原体如何劫持这一系统，一直是领域内待解之谜。

沙门氏菌作为典型的胞内病原体，其效应蛋白SteD能通过WWP2介导的泛素化降解主要组织相容性复合体II类分子（MHCII），从而逃避免疫识别。但这一过程中WWP2的具体激活机制尚未明确。为此，帝国理工学院伦敦分校的研究团队在《Journal of Biological Chemistry》上发表论文，系统阐明了哺乳动物和细菌衔接蛋白作为共去抑制对激活WWP2的新型分子机制。

研究人员主要运用基因编辑技术构建TMEM127基因敲除细胞系，通过免疫共沉淀分析蛋白质相互作用，利用位点特异性突变技术鉴定关键功能域，并建立细胞泛素化检测体系评估WWP2活性。其中Mel JuSo人黑色素瘤细胞和HEK293T人胚胎肾细胞作为模型系统，沙门氏菌菌株NCTC 12023用于感染实验。

WW2是WWP2-NDFIP2相互作用所需的结构域

研究人员发现典型衔接蛋白NDFIP2需要其三个PY基序（Y151、Y177、Y186）共同作用才能有效结合并激活WWP2。其中Y186对结合贡献最大，而Y151对去抑制化过程至关重要。结构域定位实验表明，NDFIP2特异性依赖WWP2的WW2结构域实现相互作用。

TMEM127是WWP2的非典型非激活型Ndfip

跨膜蛋白TMEM127仅依赖其PPxY₂₃₆基序与WWP2的WW2结构域结合，但单独表达时无法诱导WWP2自泛素化，表明其是一种需要配对的非典型衔接蛋白。

SUSD6需要其LPxY基序与WWP2相互作用，并与TMEM127共同去抑制WWP2

SUSD6通过LPxY₁₇₇基序与WWP2的WW2及WW3/WW4结构域相互作用。虽然单独作用时去抑制效果微弱，但与TMEM127共表达时能显著激活WWP2，首次证实了两个Ndfip形成共去抑制对的工作模式。

SteD和TMEM127共同去抑制WWP2

沙门氏菌效应蛋白SteD能与WWP2直接相互作用，且在TMEM127存在时显著增强WWP2的自泛素化。截断实验显示SteD的N端和C端胞质区对其去抑制功能至关重要。

SteD与WWP2的C2结构域相互作用并促进去抑制

突破性发现是，缺乏PY基序的SteD通过结合WWP2的N端C2结构域实现相互作用。缺失C2结构域的WWP2变异体呈现自发激活状态，证明C2结构域参与维持酶的自抑制状态。

这项研究揭示了WWP2去抑制机制的多样性：典型衔接蛋白如NDFIP2通过多价PY-WW相互作用激活；而非典型机制则需共去抑制对协同作用，其中TMEM127作为通用搭档，可分别与SUSD6或SteD形成功能单元。特别值得注意的是，细菌效应蛋白SteD创新性地通过结合C2结构域来解除自抑制，这与真核蛋白Dvl2的DEP结构域作用方式具有惊人相似性。

该研究不仅首次报道了共去抑制对的工作模式，还发现了首个能直接去抑制E3泛素连接酶的细菌效应蛋白，为理解病原体-宿主相互作用提供了新视角。针对WWP2调控网络的深入解析，对开发自身免疫疾病和肿瘤免疫治疗新策略具有重要指导意义。