中程度のメソジアミノピメリ酸を伴う細菌ペプチドグリカンNOD1認識：NOD1構造認識への洞察

ヌクレオチド結合オリゴマー化ドメイン含有タンパク質1（NOD1）は、メソジアミノピメリ酸（メソダップ）を含む細菌ペプチドグリカン（PG）を認識し、根性免疫系を活性化する細胞内パターン認識受容体です。興味深いことに、いくつかの病原性および共生細菌は、メソダップ（Mesodapnh2）の環境によりPG幹ペプチドを修飾します。本研究では、生体分子認識メカニズムの違いを理解するために、メソダップ（PGDAP）とメソダプン2（PGDAPNH2）を含む細菌PGを使用してNOD1刺激アッセイを実施しました。PGD​​APは効果的に認識されましたが、PGDAPNH2はNOD1受容体による認識の低下を示しました。最初にPGDAPNH2を使用してPGDAPで刺激されたNOD1受容体の再刺激は、PGDAP単独よりもNOD1活性化レベルをさらに示しませんでした。しかし、最初にPGDAPNH2で刺激されたNOD1受容体は、PGDAPでの再刺激に効果的に反応しました。リガンドセンシングロイシンリッチリピート（LRR）ドメインの生体分子構造認識関係（NOD1-LRR）とPGDAPおよびPGDAPNH2のドメインは、異なる計算により研究されました。実験的観察の分子基盤をさらに理解する手法。NOD1活性化の最小重要なモチーフであるGMTPDAPのD-Glu-Mesodapモチーフは、認識部位での特定の相互作用に関与していることがわかりましたが、PGDAPNH2の対応するD-Glu-Mesodapモチーフの相互作用は認識から発生します。NOD1受容体の部位。NOD1-LRRによる効果的なPG認識のために同定されたホットスポット残基には、W820、G821、D826、N850が含まれます。したがって、これらの統合結果は、Mesodapnh2を含むPGがNOD1-LRR受容体の認識を回避する方法に関する原子レベルと生化学的洞察を正常に提供しました。

Nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 1 (NOD1) is an intracellular pattern recognition receptor that recognizes bacterial peptidoglycan (PG) containing meso-diaminopimelic acid (mesoDAP) and activates the innate immune system. Interestingly, a few pathogenic and commensal bacteria modify their PG stem peptide by amidation of mesoDAP (mesoDAPNH2). In the present study, NOD1 stimulation assays were performed using bacterial PG containing mesoDAP (PGDAP) and mesoDAPNH2 (PGDAPNH2) to understand the differences in their biomolecular recognition mechanism. PGDAP was effectively recognized, whereas PGDAPNH2 showed reduced recognition by the NOD1 receptor. Restimulation of the NOD1 receptor, which was initially stimulated with PGDAP using PGDAPNH2, did not show any further NOD1 activation levels than with PGDAP alone. But the NOD1 receptor initially stimulated with PGDAPNH2 responded effectively to restimulation with PGDAP The biomolecular structure-recognition relationship of the ligand-sensing leucine-rich repeat (LRR) domain of human NOD1 (NOD1-LRR) with PGDAP and PGDAPNH2 was studied by different computational techniques to further understand the molecular basis of our experimental observations. The d-Glu-mesoDAP motif of GMTPDAP, which is the minimum essential motif for NOD1 activation, was found involved in specific interactions at the recognition site, but the interactions of the corresponding d-Glu-mesoDAP motif of PGDAPNH2 occur away from the recognition site of the NOD1 receptor. Hot-spot residues identified for effective PG recognition by NOD1-LRR include W820, G821, D826 and N850, which are evolutionarily conserved across different host species. These integrated results thus successfully provided the atomic level and biochemical insights on how PGs containing mesoDAPNH2 evade NOD1-LRR receptor recognition.