在进化过程中,细胞已经开发出一种广泛的策略来加强他们对内部渗透压的信封,从而允许他们在各种不同的环境中生长。大多数细菌合成半刚性细胞壁周围的细胞质膜,其主要组件,肽聚糖,形成致密的网状组织细胞包围。除了它的保护作用,细胞壁也作为一种手段生成特定细胞形状,如球、棒、或螺旋,从而促进运动性,表面殖民和致病性。

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细胞壁的存在提出了自己的挑战:细胞必须不断改造它为了生长和分裂。为此,他们必须非常小心地让眼泪在墙上让它扩大和变化,而与新材料快速修补漏洞,防止崩溃。这个细胞细胞壁过程包括债券的乳沟裂解酶,也称为自溶素,和随后的插入新的细胞壁肽聚糖合成酶材料。这两个敌对的蛋白质组的活动必须密切协调,防止肽聚糖层中的弱点导致细胞裂解和死亡。

研究小组由马丁•Thanbichler马克斯·普朗克马普研究所研究员陆地微生物学和微生物学教授马尔堡大学开始解开自溶的机械的组成和功能。他们的研究集中在新月形的细菌茎菌属crescentus,这是发现在淡水环境中,广泛用作生物模型研究基本在细菌细胞过程。

根据马丁•Thanbichler研究自溶素的功能是一个具有挑战性的任务。“虽然我们知道很多关于合成机械、自溶素被证明是一个难对付的人。”Maria Billini, a postdoctoral researcher in Martin Thanbichler's team, adds: "Bacteria usually harbor many types of autolysins from different enzyme families with different targets. This means that these proteins are highly redundant, and the deletion of individual autolysin genes often has little effect on cell morphology and growth.”

多功能调节器

分析潜在的自溶素监管者co-immunoprecipitation筛查和体外分析表明,蛋白质间交互作用的一个因素称为DipM在细菌细胞壁重塑中起着举足轻重的作用。这个关键调节器,可溶性周质的蛋白质,令人惊讶的是与几类自溶素的相互作用以及细胞分裂因素,显示一个乱交,以前未知的这种类型的调节器。DipM能够刺激两个peptidoglycan-cleaving酶的活动完全不同的活动和折叠,使其成为首次发现调节器,可以控制自溶素的两类。值得注意的是,研究结果还表明,DipM使用单一接口与它的各种目标。

“DipM中断导致的损失监管各点细胞的细胞壁和分裂过程并最终杀死细胞”,博士生Adrian Izquierdo马丁内斯说,这项研究的第一作者。“其本征函数作为协调员自溶素活动因此适当的细胞形状的关键维护和c . crescentus细胞分裂。”

DipM揭示小说的综合特征交互网络,包括一个自我强化的循环连接裂解transglycosylases甚至其他自溶素的细胞分裂的核心装置c不尽¬centus,也很有可能其他细菌。因此,DipM坐标自溶素复杂网络的拓扑结构大大不同于以前的研究自溶素系统。马丁Thanbichler指出:“这种工艺等监管机构的研究,其故障影响几个细胞wall-related流程同时,不仅有助于我们了解细胞壁对细胞或环境的变化。它也可以导致新的治疗策略的发展,对抗细菌同时通过扰乱自溶的几个途径。”

参考:Izquierdo-Martinez, Billini M, Miguel-Ruano V, et al . DipM控制多个自溶素和协调监管反馈循环促进茎菌属细胞收缩crescentus。Nat Commun。2023;14 (1):4095。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 39783 - w

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