YersiniaプロテインキナーゼAリン酸化血管拡張薬刺激リンタンパク質を宿主細胞骨格を修飾する

病原性エルシニア種は、感染を促進するために宿主細胞サイトゾルにエフェクターのセットを注入するタイプIII分泌システムを進化させました。これらのエフェクターの1つであるYersiniaプロテインキナーゼA（YPKA）は、SER/THRキナーゼドメインとグアニン解離阻害剤（GDI）ドメインを抱えるマルチドメインエフェクターです。YPKAのキナーゼおよびGDIドメインの細胞間標的は、それぞれGαQおよび小さなGTPase RhoAおよびRac1であることが確認され、感染細胞に対する細胞毒性効果を相乗的に誘導しました。この研究では、アクチンアセンブリ、細胞接着、運動性の調節に不可欠な血管拡張薬刺激ホスポロテイン（VASP）がYPKAキナーゼ活性の直接的な基質であることを実証します。HEK293T細胞におけるYPKAとVASPの異所性共発現は、S157でVASPのリン酸化を引き起こし、YPKAキナーゼ活性はこの部位のVASPリン酸化に不可欠です。さらに、YPKAはin vitroキナーゼアッセイでVASPを直接リン酸化します。YPKAを介したVASPリン酸化は、アクチン重合を有意に阻害し、食作用を阻害するアクチン細胞骨格の破壊を促進します。まとめると、我々の研究では、細胞骨格のダイナミクスを破壊するためにYPKAが使用する新しい分子メカニズムが発見され、それによって病原性Yersiniaeの抗菌細胞症能力が促進されました。

Pathogenic Yersinia species evolved a type III secretion system that injects a set of effectors into the host cell cytosol to promote infection. One of these effectors, Yersinia protein kinase A (YpkA), is a multidomain effector that harbours a Ser/Thr kinase domain and a guanine dissociation inhibitor (GDI) domain. The intercellular targets of the kinase and GDI domains of YpkA were identified to be Gαq and the small GTPases RhoA and Rac1, respectively, which synergistically induce cytotoxic effects on infected cells. In this study, we demonstrate that vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP), which is critical for regulation of actin assembly, cell adhesion and motility, is a direct substrate of YpkA kinase activity. Ectopic co-expression of YpkA and VASP in HEK293T cells leads to the phosphorylation of VASP at S157, and YpkA kinase activity is essential for VASP phosphorylation at this site. Moreover, YpkA directly phosphorylates VASP in in vitro kinase assay. YpkA-mediated VASP phosphorylation significantly inhibits actin polymerization and promotes the disruption of actin cytoskeleton, which inhibits the phagocytosis. Taken together, our study found a novel molecular mechanism used by YpkA to disrupt cytoskeleton dynamics, thereby promoting the anti-phagocytosis ability of pathogenic Yersiniae.