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硫氧还蛋白介导的NLRP1炎性体抑制的结构基础,PCR Clean™助力科研

更新时间:2023-09-17  |  点击率:282

分子生物学实验室中,为了预防预防DNARNA交叉污染,大多会常备DNA/RNA污染清除剂。德国MB公司生产的PCR Clean™,喷在操作台表面,反应1分钟后,即可用干净纸巾擦干试剂即可,便捷高效地清除核酸污染。

 

动物和植物的先天免疫系统利用胞质核苷酸结合寡聚结构域(NOD)样受体(NLRs)感知和控制病原体入侵和内源性危险信号。NLR家族pyrin结构域蛋白1 (NLRP1)形成一种称为炎性小体的超分子复合物,随后导致炎性半胱天酶的激活、促炎细胞因子的成熟、气真皮蛋白D孔的形成,并最终导致热降解。NLRP1在不同类型的细胞中广泛且高表达,包括原代免疫细胞和上皮细胞。NLRP1的炎性小体功能与自身炎症性疾病和癌症的发生有关。

 

人类NLRP1 (NLRP1)是一种多结构域蛋白,包括一个npyrin结构域(PYD)、一个无序连接子区域、一个中央NOD、一个富含亮氨酸的重复序列(LRR)结构域、一个查找功能(FIIND)结构域和一个ccaspase激活和募集结构域(CARD)FIIND部分是NLRP1nlr中所拥有的,可以细分为ZU5UPA子结构域s4。虽然nlr通常会招募含有CARD (ASC)的凋亡相关斑点样蛋白通过其nPYDCARD进行信号传导,但NLRP1只使用cCARD。病毒蛋白酶,如肠病毒和柯萨奇病毒的3C蛋白酶,在NLRP1的无序连接区切割NLRP1,已被确定为NLRP1激活的致病因素。

 

炎性小体传感器检测病原体和危险相关的分子模式,促进炎症和热释热作用。NLRP1是第一个被描述的炎性小体传感器,它的过度激活与自身炎症性疾病和癌症有关。然而,NLRP1的激活和调控机制尚不清楚。

 

通过N-degron途径对NLRP1n端片段进行蛋白酶体降解,从而释放cUPA-CARD片段进行寡聚化并随后募集ASC或前caspase-1。这一过程受泛素化、find结构域的自催化裂解和二肽基肽酶89 (DPP8/9)UPA-CARD片段的分离调控。NLRP1的活性也受到其他微生物激活剂的控制,如肽聚糖组分、muramyl二肽和病毒双链RNA (dsRNA),以及抑制因子,如BCL2和人γ疱疹病毒8 Orf63

 

近日,研究了人类NLRP1激活和调控的机制。相关研究发表在《Nature》上,文章标题为:“Structural basis for thioredoxin-mediated suppression of NLRP1 inflammasome"。

 

科研人员对NLRP1的冷冻电镜(cryo-EM)分析显示TRXNLRP1结合。生化和细胞分析显示,TRX结合NLRP1并抑制NLRP1炎性体的激活,从而作为NLRP1炎性体激活的直接检查点。该工作揭示了TRX系统与先天免疫之间意想不到的功能联系,并为这一新发现的潜在治疗靶点提供了结构基础。

 

研究人员发现普遍表达的内源性硫氧还蛋白(TRX),是NLRP1的结合物和NLRP1炎症小体的抑制因子。人类NLRP1的低温电镜结构显示NLRP1Spodoptera frugiperda TRX结合。对NLRP1和人类TRX的诱变研究表明,氧化形式的TRXNLRP1的核苷酸结合结构域亚结构域结合。

 

这一观察结果强调了TRX的氧化还原活性半胱氨酸在NLRP1结合中的关键作用。细胞实验显示TRX抑制NLRP1炎性体的激活,从而负调控NLRP1。该研究数据确定TRX系统是先天免疫的内在检查点,并为未来针对该系统的NLRP1炎性体激活的治疗干预提供了机会。