ソルターゼAを介した連鎖球菌アドヘシンの処理を膜内の検知回路がモニターする

Sci. Signal. 07 May 2019:
Vol. 12, Issue 580, eaas9941
DOI: 10.1126/scisignal.aas9941

Jeffrey W. Hall^1,*, Bruno P. Lima¹, Gaetan G. Herbomel², Tata Gopinath³, LeAnna McDonald³, Michael T. Shyne⁴, John K. Lee^3,†, Jens Kreth⁵, Karen F. Ross¹, Gianluigi Veglia^3,6, and Mark C. Herzberg^1,‡

¹ Department of Biological and Diagnostic Sciences, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455, USA.
² Section of Biological Chemistry, NIDCR-NIH, Bethesda, MD 20814, USA.
³ Department of Biochemistry, Molecular Biology, and Biophysics, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455, USA.
⁴ Biostatistical Design and Analysis Center (BDAC), Clinical and Translational Science Institute, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455, USA.
⁵ Department of Restorative Dentistry, Oregon Health and Science University, Portland, OR 97239, USA.
⁶ Department of Chemistry, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455, USA.

‡ Corresponding author. Email: mcherzb@umn.edu

* Present address: Vetanco USA, 220 Riverbend Road, Lab 029, Athens, GA 30602, USA.

† Present address: Bait Therapeutics, 740 Heinz Ave., Berkeley, CA 94710, USA.

要約

細菌のアドヘシンは、基質への接着およびバイオフィルムの形成を媒介している。LPXTGファミリーのアドヘシンは、細胞膜に局在するペプチダーゼでありLPXTGモチーフを切断するソルターゼAによって翻訳後に処理される。これにより細胞膜内にとどまる短鎖のC末端ペプチド（C-pep）が生成されるが、一方で、配列が完全なアドヘシンは細胞壁に取り込まれる。口腔内細菌であるStreptococcus gordoniiのアドヘシンをコードする遺伝子は、その細菌が唾液と歯垢のどちらから分離されたかに応じて差次的に発現され、協調的に制御されているようであった。いずれもLPXTGを含有するアドヘシンをコードしているsspAおよびsspB（sspAB）の欠失は予想外に、接着とバイオフィルムの形成を亢進した。モデルであるLPXTGを含有するアドヘシンから生成されたC-pepは、細胞膜に局在し、膜内センサーであるヒスチジンキナーゼSGO_1180に結合してこれを阻害し、それによって同族の応答調節因子であるSGO_1181の活性化を抑制した。SspAB C-pepの欠如は、リポタンパク質アドヘシンScaAをコードするscaCBAオペロンの発現を誘導し、これはバイオフィルムの形成を維持するのに十分であり、亢進さえもした。このようなC-pepにより誘導される調節回路は病原性連鎖球菌にも存在し、グラム陽性菌において保存されている可能性がある。このような品質管理機構は、多様な環境条件下での細菌によるバイオフィルム形成を担保し、また、接着およびバイオフィルム形成の最適化に働いていると考えられる。

Citation: J. W. Hall, B. P. Lima, G. G. Herbomel, T. Gopinath, L. McDonald, M. T. Shyne, J. K. Lee, J. Kreth, K. F. Ross, G. Veglia, M. C. Herzberg, An intramembrane sensory circuit monitors sortase A-mediated processing of streptococcal adhesins. Sci. Signal. 12, eaas9941 (2019).