Post-translational modification of GlyGly-Cterm Proteins

GlyGly-Cterm 蛋白的翻译后修饰

基本信息

  • 批准号:
    10749396
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-07-18 至 2026-06-17
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Abstract Cholera continues to be a global burden manifesting as acute diarrheal disease that impacts impoverished and destabilized regions. Bacteria including Vibrio cholerae utilize the Type II Secretion System (T2SS) for the secretion of a diverse array of effector proteins and toxins to adapt to environmental changes, notably cholera toxin the causative agent of cholera symptoms. While a variety of T2SS substrates including cholera toxin are fully secreted, a subset is retained on the cell surface. A recently identified group of diverse substrates found in some gram-negative bacteria including V. cholerae contains a homologous C-terminal domain, called the GlyGly- Cterm, that targets its passenger proteins to the cell surface. This newly identified domain is processed by rhombosortase, a subfamily of rhomboid protease, before T2SS transport. It remains unclear what sequence of the GlyGly-Cterm is required for surface localization, what, if any, enzymes in addition to rhombosortase are responsible for GlyGly-Cterm protein maturation, and importantly, why V. cholerae have this distinct surface- retention system. Model protein, VesB from V. cholerae, will be used to probe the molecular requirements of the GlyGly-Cterm domain by employing fluorescence microscopy, cell fractionation, and activity assays. Additional genes coding for putative enzymes possibly involved in processing of GlyGly-Cterm proteins have been identified in an ordered V. cholerae transposon library screen. This will be followed up on by generating clean gene deletions and assessing VesB surface localization. Quantitative and spatial proteomics as well as enzymatic assays will be used to characterize the role of these gene products. The importance of the GlyGly-Cterm will be probed by expressing GlyGly-Cterm proteins with and without this extension. Currently characterized cell-surface associated bacterial enzymes are almost exclusively retained by N-terminal lipidation, while the GlyGly-Cterm system represents a novel C-terminal cell-surface anchoring mechanism. The enzymes containing a GlyGly-Cterm are involved in a variety of functions contributing to V. cholerae environmental persistence and pathogenesis including nutrient acquisition, biofilm formation, and potentially maintenance of membrane integrity. The importance of GlyGly-Cterm proteins is demonstrated by disruption of rhombosortase, which results in impaired cell growth, reduced biofilm formation, and sensitivity to membrane stress. Characterization of this system has the potential to explain why some bacteria have evolved this unique cell-surface retention system and may provide insight into conserved mechanisms of C-terminal membrane anchoring in higher organisms.
抽象的 霍乱仍然是一个全球负担,表现为影响贫困和贫困人口的急性腹泻病。 不稳定地区。包括霍乱弧菌在内的细菌利用 II 型分泌系统 (T2SS) 分泌多种效应蛋白和毒素以适应环境变化,特别是霍乱 毒素是霍乱症状的病原体。虽然包括霍乱毒素在内的多种 T2SS 底物 完全分泌后,一部分保留在细胞表面。最近发现的一组不同的底物 包括霍乱弧菌在内的一些革兰氏阴性菌含有同源的 C 末端结构域,称为 GlyGly- Cterm,将其过客蛋白靶向细胞表面。这个新识别的域由 菱形排序酶,菱形蛋白酶的一个亚家族,在 T2SS 运输之前。目前还不清楚什么顺序 GlyGly-Cterm 是表面定位所必需的,除了菱形分选酶之外,还有哪些酶(如果有的话) 负责 GlyGly-Cterm 蛋白质的成熟,重要的是,为什么霍乱弧菌具有这种独特的表面 - 保留系统。来自霍乱弧菌的模型蛋白 VesB 将用于探测霍乱弧菌的分子需求 通过采用荧光显微镜、细胞分级分离和活性测定来分析 GlyGly-Cterm 结构域。额外的 编码可能参与 GlyGly-Cterm 蛋白加工的推定酶的基因已被鉴定 在有序的霍乱弧菌转座子库筛选中。随后将生成清洁基因 删除和评估 VesB 表面定位。定量和空间蛋白质组学以及酶学 检测将用于表征这些基因产物的作用。 GlyGly-Cterm 的重要性将是 通过表达具有和不具有这种延伸的 GlyGly-Cterm 蛋白来进行探测。目前表征的细胞表面 相关的细菌酶几乎完全被 N 末端脂化保留,而 GlyGly-Cterm 系统代表了一种新颖的C端细胞表面锚定机制。该酶含有 GlyGly-Cterm 参与多种功能,有助于霍乱弧菌环境持久性和 发病机制,包括营养获取、生物膜形成和膜的潜在维护 正直。 GlyGly-Cterm 蛋白的重要性通过菱形排序酶的破坏得到证明,该酶 导致细胞生长受损、生物膜形成减少以及对膜应激敏感。表征 该系统的研究有可能解释为什么一些细菌进化出这种独特的细胞表面保留 系统,并可能提供对高等植物中 C 端膜锚定的保守机制的见解。 有机体。

项目成果

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