JBC｜副溶血性弧菌 T6SS 新型 E-I 復合物 VP14460-VP14465 結構與作用機制解析

副溶血性弧菌是一種廣泛分布于海洋生態系統的嗜鹽菌，可污染海產品與高鹽食品，是導致人類海產品相關性腸胃炎的核心食源性致病菌。由于抗生素的長期使用，分離自海產品與臨床患者的副溶血性弧菌菌株普遍具備高抗菌耐藥性。隨著全球海產品消費量持續攀升，亟需研發低耐藥風險、高效的防控手段，以控制副溶血性弧菌污染。

Ⅵ型分泌系統（T6SS) 是廣泛存在于弧菌屬的分子“武器”，是介導跨界互作的核心介質，既參與細菌間競爭，也介導細菌與真核宿主的相互作用。該系統是由膜復合體、底板、Hcp 內管和可收縮鞘管組成的模塊化納米裝置，通過鞘管收縮驅動頂端復合物刺穿靶細胞并注入抗菌效應蛋白；這些效應蛋白分別靶向細胞壁、細胞膜、遺傳物質和能量代謝的特定酶實現殺菌，T6SS系統無法區分自身與異源細胞，因此細菌通過編碼與效應蛋白配對的免疫蛋白形成 E-I 模塊，避免自身中毒并抵御競爭菌株。近期，有科研人員鑒定出一套全新的 T6SS1 E-I 模塊：VP14460-VP14465其中效應蛋白 VP14465（PoNe）隸屬于獨特的 PD-(D/E) xK 磷酸二酯酶超家族，該毒素家族廣泛關聯 V、VI、VII 型分泌系統；其同源免疫蛋白 VP14460（PoNi）含有 DUF1910 與 DUF1911 兩個未知功能結構域，可完全中和 VP14465 的毒性。該 E-I 模塊廣泛分布于革蘭氏陰性菌與革蘭氏陽性菌各類抗菌毒素分泌系統中。但是我們對該模塊的分子互作位點以及蛋白結構尚不清楚。

近日，福建醫科大學消化道惡性腫瘤教育部重點實驗室胡芬、謝李華/清華大學生命科學學院謝璽博士合作在Journal of Biological Chemistry上發表題為Structural and mechanistic insights into the VP14460-VP14465 effector-immunity module of theVibrio parahaemolyticustype VI secretion system的研究文章。該研究證實，核酸酶效應蛋白 VP14465 及其同源免疫蛋白 VP14460 構成副溶血性弧菌一套功能性效應 - 免疫（E-I）模塊。為闡明毒素中和的分子基礎，研究解析游離態免疫蛋白 VP14460 以及 VP14460-VP14465 復合物的高分辨率晶體結構，該結構信息為深入揭示毒素抑制機制與模塊內部互作調控規律奠定結構基礎。

該研究以副溶血性弧菌 T6SS1 全新效應 - 免疫模塊 VP14465-VP14460 為研究對象，通過體內生長抑制實驗證實二者構成一套功能性 E-I 體系，異源表達 VP14465 可顯著抑制大腸桿菌生長，共表達 VP14460 能夠完全中和該毒素毒性；研究解析游離態 VP14460 及 VP14460-VP14460 復合物的高分辨率晶體結構，發現游離 VP14460 為二聚體，結合毒素后轉變為單體復合物，且該免疫蛋白中和毒素僅依靠界面特異性相互作用，無需大范圍構象重塑，區別于多數經典 E-I 系統；ITC 結合實驗與細菌生長表型突變實驗共同驗證了二者互作界面氨基酸殘基對毒素中和功能不可或缺；14465具有降解DNA的功能，生物信息學分析與分子篩純化結果顯示核酸酶毒素 VP14465 包含雙結構域，存在單體、二聚體、八聚體多種寡聚形式，其 C 端環狀結構域為潛在底物結合區域，AlphaFold3 預測的八聚體模型可信度最高；綜合所有生化與結構數據，該研究構建了該 E-I 模塊在細菌種間競爭中的作用模型：正常條件下 VP14460 以單體結合封存 VP14465，遭遇競爭脅迫時 VP14460 發生單體 - 二聚體轉換并釋放毒素，游離的 VP14465 寡聚活化后發揮核酸酶活性降解靶菌核酸，最終導致靶細胞死亡，同時研究也指出目前仍缺少毒素構象轉變的直接檢測證據，為后續相關機制探索提供了研究方向。

福建醫科大學基礎醫學本科生鄭玉燕、葉舟洋，福建醫科大學病原生物學系鄭晨華為本文并列第一作者。福建醫科大學基礎醫學院病原生物學系胡芬副教授、謝李華老師、清華大學生命科學學院謝璽博士為該研究共同通訊作者。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jbc.2026.113257

制版人：十一

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