嗜肺军团菌SET结构域赖氨酸甲基转移酶对组蛋白H3识别与修饰的分子基础

RomA及其高度保守的菌株同源蛋白LegAS4是胞内细菌病原体嗜肺军团菌的含SET结构域和ankyrin结构域的效应蛋白。这些酶被分泌至宿主细胞内，在那里转位进入细胞核并甲基化组蛋白H3中的赖氨酸14位点（H3K14）。这是一种新型翻译后修饰（PTM），能够重编程基因表达并促进细菌复制。为阐明它们对H3K14底物的特异性，我们解析了LegAS4和RomA与组蛋白H3肽结合的晶体结构，并表征了这些酶对核小体的结合与甲基化作用。结果揭示，这些酶的SET结构域和ankyrin结构域以一种独特的双部位方式识别组蛋白H3的N端尾部。此外，ankyrin结构域能够区分H3R2和H3K4上的不同翻译后修饰，这对于核小体识别及H3K14甲基化至关重要。总体而言，这些研究为理解嗜肺军团菌组蛋白赖氨酸甲基转移酶在宿主细胞感染过程中对组蛋白H3的“读取”和“写入”机制提供了新的见解。

RomA及其高度保守的菌株直系同源蛋白LegAS4是胞内细菌病原体嗜肺军团菌（Legionella pneumophila）中含有SET结构域和ankyrin结构域的效应蛋白。这些酶被分泌进入宿主细胞后转位至细胞核，并对组蛋白H3第14位赖氨酸（H3K14）进行甲基化。该修饰是一种新型翻译后修饰（PTM），可重编程基因表达并促进细菌复制。为阐明它们对H3K14底物的特异性，我们解析了LegAS4和RomA与组蛋白H3肽结合的晶体结构，并表征了这些酶对核小体的结合与甲基化作用。结果显示，这些酶的SET结构域和ankyrin结构域以一种独特的双部位方式共同识别组蛋白H3的N端尾部。此外，ankyrin结构域能够区分H3R2和H3K4上的不同翻译后修饰，这对于核小体识别及H3K14甲基化至关重要。综上，这些研究为理解嗜肺军团菌组蛋白赖氨酸甲基转移酶在宿主细胞感染过程中对组蛋白H3的“读取”与“写入”机制提供了新的见解。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.29.728679v1?rss=1

🏷️ 嗜肺军团菌 SET结构域 组蛋白H3 H3K14甲基化 ankyrin结构域 宿主-病原互作