暴露于军团菌引起的肺炎 - 虽然不常见且在欧洲仅影响10万分之一 - 但死亡率高于10%。致病菌嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)有超过300种毒素可用于感染人类。一旦吸入含有细菌的气溶胶，军团菌就会进入肺部，开始感染人体细胞，导致肺炎。

军团菌毒素特别针对先天免疫途径，促进人体细胞内细菌的存活，并允许细菌复制。由于毒素数量众多，很难看出删除这些毒素中的一种或多种毒素对军团菌感染能力的影响。由于在细菌内存在几种具有相似功能的毒素，这进一步复杂化。这使军团菌很难用特定药物作为目标。

专注于SidJ毒素

EMBL Grenoble和法兰克福歌德大学的研究人员现在详细研究了毒素SidJ。它是一种重要的军团菌毒性蛋白，可以注入人体细胞质，使细菌成功感染和复制。与军团菌中的其他毒素相反，仅SidJ的缺失导致人体细胞中细菌的显着生长缺陷。这使得SidJ成为军团菌最重要的毒素之一，也是遏制军团菌感染的有吸引力的目标。

虽然SidJ已经在该领域进行了十多年的研究，但它的确切功能直到今天仍然未知。“SidJ与任何具有已知功能的蛋白质没有序列相似性。我们不得不求助于标准生化方法和质谱法来确定其功能”，Bhogaraju解释道。“虽然确定其机制具有挑战性，但也非常令人兴奋!”

特别是，缺乏对毒素的详细分子研究阻碍了可以靶向SidJ的药物的开发。Bhogaraju和Dikic小组的多学科科学家的工作现在详细描述了这种蛋白质的分子功能，阐明了它对军团菌感染的重要性，并提供了SidJ靶向的人类蛋白质的特性。

毒素在工作

该组显示SidJ具有蛋白质谷氨酰化活性：它将氨基酸谷氨酸作为翻译后修饰附着于靶蛋白。“这种活动是细菌蛋白质的第一次活动”，歌德大学生物化学研究所所长Ivan Dikic说。SidJ谷氨酰胺化许多参与解决微生物感染和先天免疫的人类蛋白质。为了做到这一点，SidJ与人类蛋白钙调蛋白相互作用 - 钙调蛋白是一种高度保守的多功能中间钙结合信使蛋白。“军团菌已经巧妙地进化为使用钙调蛋白来触发SidJ的活动，因此可以防止SidJ在人体感染发生之前被激活”，Dikic说。

与人钙调蛋白相互作用的SidJ的低温电子显微镜结构也显示该毒素具有激酶结构域折叠。“这是一个既有趣又重要的发现，因为激酶折叠是可药物的”，Bhogaraju集团的博士生Michael Adams说。