2012年12月11日，我所邵峰实验室在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》发表题为“Structural mechanism of ubiquitin and NEDD8 deamidation catalyzed by bacterial effectors that induce macrophage-specific apoptosis”的文章。该文章从结构上分析了病原细菌效应蛋白CHBP对泛素和NEDD8脱氨修饰作用的机理，并且利用CHBP作为研究工具，进一步发现CHBP催化NEDD8的脱氨能够开启巨噬细胞特异性的凋亡。

早在2009年，邵峰研究组在PNAS杂志发表文章，顺利获得解析晶体结构，发现类鼻疽杆菌效应分子CHBP具有和木瓜蛋白酶相似的折叠模式和催化三联体（Cys-His-Gln）。在此基础上，2010年邵峰研究组又在Science杂志上发表文章，发现CHBP具有很强的泛素/NEDD8脱氨酶活性，并且这种活性严格依赖于CHBP催化三联体的残基。从生化的角度说，CHBP是将泛素/NEDD8第40位的谷氨酰胺（Gln-40）脱氨，转化成谷氨酸。CHBP对NEDD8的脱氨的效率大约是其对泛素脱氨效率的10倍。

在这篇文章中，邵峰研究组围绕着CHBP对泛素/NEDD8脱氨的作用方式进行深入的研究。作者第一时间解析了CHBP和泛素/NEDD8复合物的晶体结构。结构分析表明，CHBP用其分子表面一个大开口的间隙将其底物（泛素/NEDD8）包围,其识别方式在很大程度上类似于真核细胞中的泛素活化酶E1。CHBP主要识别泛素/NEDD8分子表面的3个表位，其中最重要的识别表位位于泛素/NEDD8 N-端发夹结构中含有TLTGK序列的一段区域。序列比对发现这段序列只存在于泛素/NEDD8中，这解释了为什么只有泛素/NEDD8才是CHBP的底物。研究人员还发现了CHBP是谷氨酰胺专一性脱氨酶的关键的结构因素：在晶体结构中，泛素/NEDD8第40位谷氨酰胺和CHBP的催化三联体处在一个完全密封的空间内发生催化反应，使得转氨反应所需要的多胺底物无法进入这样的空间，因此，CHBP只能发生脱氨反应。此外，基于两个复合物晶体结构的分子动力学模拟也揭示了CHBP对于NEDD8的偏好性主要取决于其第31位谷氨酸上带的负电荷与CHBP分子表面的一块带正电荷的区域发生相互作用。研究人员进一步利用CHBP催化NEDD8脱氨的偏好性作为工具，发现了NEDD8的脱氨能诱导巨噬细胞特异性的程序性凋亡，这提示了一种未知的受到Neddylation介导负调控的巨噬细胞特异性的凋亡信号通路。

这篇文章不仅从分子水平上阐明了细菌效应蛋白是如何识别宿主的靶标，对底物进行特异性和专一性的脱氨修饰作用，也再次有力地说明了细菌效应蛋白的研究能为理解真核生物细胞生物学和生物化学机制给予独特的角度和方法。

博士研究生姚庆（北京科学生命购宝钱包 与中国农业大学生物学院联合培养），崔霁欣博士和王嘉懿（研究生）为本文共同第一作者；李霆博士，万小波（研究生），罗天明（研究生）对本文亦有重要贡献；其他参与此项工作的还有，巩乙南博士，徐颖（技术员），黄牛博士；邵峰博士为本文通讯作者。此研究受到科技部和北京市的资助。CHBP与NEDD8复合物晶体X光衍射数据在上海光源生物大分子晶体学线站BL17U采集，其他全部工作在北京科学生命购宝钱包 内完成。