细胞膜锚定对二鸟苷酸环化酶SadC活性的影响

摘要

环二鸟昔酸(c-di-GMP)是一种影响生物被膜形成的重要的第二信使。当c-di-GMP水平上升时多糖和茹附素分泌增加，使细胞从游离形态转变成生物被膜形态。合成c-di-GMP的蛋白二鸟昔酸环化酶(DGC)含有保守的GGDEF结构域，基因组测序发现在铜绿假单胞菌PA01中有17个蛋白均含有GGDEF结构域。之前的研究表明不同DGC的生物学活性有很大的差异。SadC是一种DGC，研究发现，它可以促进Psl胞外多糖的合成和生物被膜的形成，并且抑制细胞的运动能力。当同时过表达SadC和另一种DGC WspR时，SadC更有效的改变上述各种表型。认为这种差异可能与两种DGCs的不同亚细胞定位有关。SadC定位在细胞内膜上，而WspR无跨膜结构域。我们截去SadC蛋白的跨膜区部分得到了SadC蛋白，其催化Psl多糖合成的活性减弱很多，运动抑制能力基本消失，这证明锚定在细胞膜上促进SadC对下游靶标的影响。另外，连接跨膜结构域和GGDEF结构域的300-323氨基酸片段对SadC的活性是必需的。通过分子筛实验证明，失去这段氨基酸导致SadC无法聚合形成复合体，晶体分析揭示它是一段a-螺旋，可能有利于形成有活性的SadC复合体。总的来说，膜定位和形成活性复合体对SadC的功能都至关重要。其他DGCs可能也含有类似特点。