近日，湖北大学生命科学学院马立新教授课题组与邢琼教授课题组合作，在《Nature Communications》（中科院一区Top，IF=18.1）发表了题为“dITP-induced remodeling activates the filamentous effector complex in Kongming anti-phage defense”的研究论文。该研究主要是利用冷冻电镜技术，揭示了细菌孔明系统的丝状结构激活机理，进而发挥抗噬菌体功能的分子机制。湖北大学博士研究生李霞和博士后刘敏为该论文的共同第一作者，黄锋涛讲师、马立新教授、邢琼教授为共同通讯作者。

孔明抗噬菌体系统是2025年华中农业大学韩文元教授发现的利用dITP作为第二信使的细菌免疫防御系统。尽管此前已揭示了KomBC介导的dITP感知及丝状结构激活的结构与机制特征，但仅反映了静息态与激活态，激活过程及信号传递过程中的中间构象尚未被捕捉。

然而，本研究利用冷冻电镜技术成功解析了孔明系统三种状态下的高分辨率结构：静息态、中间态和激活态。基于本研究的实验结果及先前研究提出了一个机制模型，阐明了细菌孔明系统如何被激活以抵御噬菌体感染。在无dITP的情况下，KomBC复合体已组装成丝状结构；dITP的结合会触发渐进性的构象重排，激活NAD⁺水解并诱导细胞死亡。

研究发现，即使不存在dITP，KomBC也已组装成螺旋状长丝，长丝由多个KomB与KomC比例为4∶4的重复单元垂直堆叠形成，其中KomC处于尚未激活的开放构象；当加入dITP后，KomB捕获dITP，最终传导到KomC，使其丝状复合物结构发生渐进性构象重排，推动中央KomC四聚体由开放结构转变为闭合的“四叶草”样构象，完成对NAD⁺的水解并诱导细胞死亡。通过对关键氨基酸突变分析发现，KomBC复合物的丝状结构对其活性至关重要，当破坏相邻重复单元之间的关键相互作用，会失去NAD⁺水解活性和抗噬菌体能力。该研究揭示了孔明系统区别于经典“信号诱导效应蛋白组装”模式的新型工作机制，即“预组装—信号重塑—酶活化”。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74710-9

（审核：李爱涛；终审：黄裕钊）