2026年7月14日，中国科学院微生物研究所李明团队与北京化工大学冯越团队合作，在Vita上发表题为“Caspase forms double-stranded helical assembly during the type IV Thoeris antiviral response”的研究论文。该研究揭示了Caspase样蛋白一种全新的激活机制，为理解Caspase在三域生命中的免疫机制与演化规律提供了全新视角。

　　在动物和植物中，TIR结构域广泛参与先天免疫和细胞死亡调控；而Caspase则是调控程序性细胞死亡、炎症反应等过程中的关键执行者。长期以来，尽管两类蛋白在免疫和细胞命运决中的重要作用已被广泛证实，但其在更古老的生命形式中是否存在机制联系，迄今尚不明确。

　　研究团队发现，同时编码TIR和Caspase样蛋白的IV型Thoeris系统广泛存在于细菌和古菌中，并能帮助大肠杆菌抵抗T6、EP02SG等噬菌体的感染。Caspase样蛋白主要以二聚体形式存在，并可以在较高浓度下进一步堆叠，组装成右手螺旋状的蛋白丝。该组装状态下的Caspase处于“自我抑制”构象：其催化中心呈现非活性排列，底物进入通道也被一个关键环区遮挡。在噬菌体感染时，TIR蛋白能够利用细菌的NAD⁺催化生成N7-cADPR信号分子。N7-cADPR结合到Caspase样蛋白的C端结构域，引发蛋白构象改变，促使其重新组装成双链左手螺旋的激活状态。被激活的Caspase样蛋白会广泛切割胞内蛋白，从而有效阻断噬菌体的复制。

　　经典动物Caspase通常通过自切割、二聚化或复合物组装实现激活。相比之下，该研究展示了一种全新的Caspase激活方式：核苷酸类信号分子通过结合Caspase样蛋白的特定结构域，驱动其从一种高阶装配状态转换到另一种高阶装配状态，并在此过程中解除自我抑制、重塑催化中心、最终实现蛋白水解功能被激活。

　　北京化工大学博士研究生魏琳琳、中国科学院微生物研究所特别研究助理舒宪和北京科技大学王文贺博士为本文共同第一作者。北京化工大学冯越教授、微生物所李明研究员和北京科技大学王文贺为本文共同通讯作者。研究工作得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目支持。

细菌IV型Thoeris抗噬菌体系统的工作机制

　　原文链接：

　　https://www.vita-journal.com/vita/EN/10.15302/vita.2026.06.0047

　　来源：中国科学院微生物研究所