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NF-κB信号通路在宿主抵御病原菌感染的过程中起到了至关重要的作用。宿主细胞识别病原体相关分子模式后,可以激活NF-κB信号通路,从而启动炎症因子等抗感染基因的转录,促进细胞的存活,最终达到拮抗病原菌的感染的目的。与此同时,很多病原菌感染宿主时,都会将效应蛋白或者毒素分泌到宿主细胞内来抑制宿主的NF-κB信号通路,从而利于自身的繁殖和扩散。例如,近年来人们发现肠致病性大肠杆菌(enteropathogenic Escherichia coli, EPEC)在感染人小肠上皮细胞的过程中,会抑制宿主的NF-κB信号通路。随后的遗传筛选发现一个叫做NleE的效应蛋白起到了主要作用。NleE在肠致病性大肠杆菌,肠出血性大肠杆菌(enterohemorrhage Escherichia coli, EHEC),志贺氏菌(Shigella)以及部分沙门氏菌(Salmonella)中高度保守。因此,对NleE效应蛋白功能的研究,不仅会帮助揭示多种肠道致病菌抑制宿主NF-κB信号通路的保守机制,更将帮助我们深入的了解病原菌与宿主之间的相互作用,从而为拮抗病原菌感染提供新的线索和思路。通过一系列的细胞及生化实验,我们发现NleE是通过阻断NF-κB信号通路中关键激酶TAKl的活化来抑制NF-κB信号通路的。通过对TAK1激酶活化过程的研究,我们猜测NleE极有可能直接作用于由TAK1、TAB1和同源分子TAB2或TAB3组成的TAKl复合物。通过酵母双杂交,我们发现NleE能特异性地结合TAB3。在哺乳动物细胞中,NleE能够同TAB2/3发生相互作用,并抑制二者过表达诱导的NF-κB激活。TAB2和TAB3(TAB2/3)是NF-κB信号通路中关键的信号转导分子,其C端的锌指结构域(Np14-like zinc finger, NZF结构域)可特异地识别并结合NF-κB通路上游激活所产生的泛素链,从而促进TAK1激酶的磷酸化。激活后的TAKl磷酸化IKK复合物,并最终导致NF-κB转录因子进入细胞核内,调节下游基因的转录。我们发现,NleE的存在可以破坏TAB2/3同泛素链的结合。因为TAB2/3是通过NZF结构域来识别并结合泛素链,所以我们猜测NleE可能直接作用于TAB2/3的NZF结构域(TAB2/3-NZF)。体外重组蛋白pulldown实验证实了我们的猜想。随后通过质谱检测,我们发现NleE对TAB2/3-NZF中负责螯合锌离子的一个半胱氨酸(Cysteine, Cys)造成甲基化修饰。同位素示踪实验也证实,NleE确实是一个依赖于S.腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine, SAM)的甲基转移酶。NleE对TAB2/3-NZF结构域的半胱氨酸甲基化修饰使得锌离子离去,TAB2/3丧失结合泛素链的能力,从而实现对NF-κB信号通路的抑制。我们研究阐明了来自EPEC的效应蛋白NleE的生化本质,揭示了EPEC感染宿主细胞时抑制宿主细胞NF-κB信号通路的主要机制。同时,我们也首次报道了酶促发生的半胱氨酸甲基化能够作为一种调节信号转导的蛋白翻译后修饰方式。这极大地拓宽了我们对于信号转导调控手段的认识。我们还发现,NleE也可以作用于另一个含有NZF结构域的蛋白——ZRANB3，同TAB2/3不同,ZRANB3并不参与NF-κB通路的组成,而是在DNA损伤修复中起到一定的作用,但具体机制并不完全清楚。NleE对ZRANB3的半胱氨酸甲基化修饰,同样会使ZRANB3丧失结合泛素链的能力。考虑到锌指结构在真核生物中的广泛存在；而且由于锌离子的存在,会使半胱氨酸的巯基的亲核性增加,更易通过亲核取代方式发生甲基化修饰,因此我们推测在真核生物中极有可能也存在蛋白质的半胱氨酸甲基化修饰。另外,我们实验室也解析了NleE蛋白的晶体结构,发现了NleE中参与酶促反应的重要残基,并且NleE的整体结构同目前已报道的SAM依赖的甲基转移酶的结构都不相同,代表了一类结构独特的甲基转移酶。