细菌免疫系统的“开关”信号

细胞核苷酸库是宿主对病毒感染产生免疫反应的主要焦点。能够破坏核苷酸库的免疫效应蛋白使动物和细菌细胞能够广泛限制多种病毒，但核苷酸可用性降低会诱导细胞毒性，并可能限制宿主的适应性[1-5]。本研究发现了一种名为Clover的细菌抗噬菌体防御系统，它通过编码一种脱氧核苷三磷酸水解酶（CloA）来克服这种权衡。CloA能动态响应两种信号：一种是激活它的噬菌体信号，另一种是由其搭档调控酶（CloB）产生的抑制性核苷酸免疫信号。对Clover在细胞内限制噬菌体的分析以及体外酶功能重建实验表明，CloA是一种dGTP酶（能水解dGTP的酶），它会对能提高细胞内dTTP（脱氧胸苷三磷酸，一种脱氧核苷酸）水平的病毒酶产生响应。为了在没有感染时抑制CloA的激活，CloB会合成一种与dTTP相关的抑制性核苷酸信号p3diT（5′-三磷酸胸苷基-3′5′-胸苷），它能与CloA结合并抑制其激活。冷冻电镜下CloA激活态和抑制态的结构揭示了dTTP和p3diT如何控制不同的变构位点并调节效应蛋白功能。我们的研究结果阐明了核苷酸信号如何协调抗病毒免疫的激活与抑制，并解释了细胞如何平衡防御与免疫介导的毒性。