Divergent evolution of Di-lysine ER retention vs. farnesylation motif-mediated anchoring of the AnkB virulence effector to the Legionella-containing vacuolar membrane.
Divergent evolution of Di-lysine ER retention vs. farnesylation motif-mediated anchoring of the AnkB virulence effector to the Legionella-containing vacuolar membrane.
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DOI：
10.1038/s41598-017-05211-5
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发表时间：
2017-07-11
影响因子：
4.6
通讯作者：
Kwaik YA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Perpich JD;Kalia A;Price CTD;Jones SC;Wong K;Gehring K;Kwaik YA
在巨噬细胞和阿米巴原虫中，含有军团菌的液泡 (LCV) 膜源自内质网。嗜肺军团菌菌株 AA100/130b 的真正 F-box AnkB 效应蛋白通过宿主介导的 C 端真核“CaaX”基序的法呢基化锚定在 LCV 膜的胞质侧。在这里，我们表明巴黎菌株的 AnkB 同源物具有移码突变，导致 CaaX 基序丢失，并同时生成独特的 C 端 KNKYAP 基序，该基序类似于真核二赖氨酸 ER 保留基序 (KxKxx)。我们的系统发育分析表明，嗜肺军团菌的环境分离株对 ER 保留 KNKYAP 基序具有潜在的正选择。 AnkB-Paris 效应器很可能通过 ER 保留基序定位于 LCV 膜。它在 HEK293T 细胞中的异位表达将其定位于核周 ER 区域，并在液泡内复制中反式拯救菌株 AA100/130b 的 ankB 突变体。 AnkB-Paris 的二赖氨酸 ER 保留基序对于功能来说是不可或缺的；最有可能作为 ER 保留基序，能够锚定到 ER 衍生的 LCV 膜上。我们的研究结果表明，ankB 等位基因在利用宿主法呢基化或锚定到 LCV 膜上的 ER 保留基序方面存在不同的进化。
Within macrophages and amoeba, the Legionella-containing vacuole (LCV) membrane is derived from the ER. The bona fide F-box AnkB effector protein of L. pneumophila strain AA100/130b is anchored to the cytosolic side of the LCV membrane through host-mediated farnesylation of its C-terminal eukaryotic “CaaX” motif. Here we show that the AnkB homologue of the Paris strain has a frame shift mutation that led to a loss of the CaaX motif and a concurrent generation of a unique C-terminal KNKYAP motif, which resembles the eukaryotic di-lysine ER-retention motif (KxKxx). Our phylogenetic analyses indicate that environmental isolates of L. pneumophila have a potential positive selection for the ER-retention KNKYAP motif. The AnkB-Paris effector is localized to the LCV membrane most likely through the ER-retention motif. Its ectopic expression in HEK293T cells localizes it to the perinuclear ER region and it trans-rescues the ankB mutant of strain AA100/130b in intra-vacuolar replication. The di-lysine ER retention motif of AnkB-Paris is indispensable for function; most likely as an ER retention motif that enables anchoring to the ER-derived LCV membrane. Our findings show divergent evolution of the ankB allele in exploiting either host farnesylation or the ER retention motif to be anchored into the LCV membrane.
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