Lateral interactions govern self-assembly of the bacterial biofilm matrix protein BslA.
Lateral interactions govern self-assembly of the bacterial biofilm matrix protein BslA.
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DOI：
10.1073/pnas.2312022120
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发表时间：
2023-11-07
影响因子：
11.1
通讯作者：
MacPhee CE
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Arnaouteli S;Bamford NC;Brandani GB;Morris RJ;Schor M;Carrington JT;Hobley L;van Aalten DMF;Stanley-Wall NR;MacPhee CE
土壤细菌枯草芽孢杆菌是研究生物膜形成的模式生物，生物膜是微生物生命的主要形式。分泌的蛋白BslA在生物膜表面自组装以产生B。枯草芽孢杆菌生物膜具有疏水性。为了理解BslA在界面处自组装的机制，在此，我们基于先前的BslA晶体结构和新确定的BslA paraminase YweA的晶体结构建立了分子模型。我们的分析揭示了两个保守的蛋白质-蛋白质相互作用界面，支持BslA自组装成一个无限的二维晶格，适合先前确定的透射显微镜图像。分子动力学模拟和体外蛋白质测定进一步支持我们的模型BslA弹性膜形成，而诱变实验突出了生物膜结构的相互作用的重要性。基于这一知识，YweA被工程化以在bslA缺陷菌株中形成更稳定的弹性膜并拯救生物膜结构。这些发现为蛋白质膜组装提供了新的思路，并将为BslA技术的发展提供信息，这些技术的范围从表面涂层到快速消费品中的乳液。
The soil bacterium Bacillus subtilis is a model organism to investigate the formation of biofilms, the predominant form of microbial life. The secreted protein BslA self-assembles at the surface of the biofilm to give the B. subtilis biofilm its characteristic hydrophobicity. To understand the mechanism of BslA self-assembly at interfaces, here we built a molecular model based on the previous BslA crystal structure and the newly determined crystal structure of the BslA paralogue YweA. Our analysis revealed two conserved protein-protein interaction interfaces supporting BslA self-assembly into an infinite 2d lattice that fits previously determined transmission microscopy images. Molecular dynamics simulations and in vitro protein assays further support our model of BslA elastic film formation, while mutagenesis experiments highlight the importance of the identified interactions for biofilm structure. Based on this knowledge, YweA was engineered to form more stable elastic films and rescue biofilm structure in bslA deficient strains. These findings shed new light on protein film assembly and will inform the development of BslA technologies which range from surface coatings to emulsions in fast-moving consumer goods.
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影响因子：
3.6
作者：
Erskine E;Morris RJ;Schor M;Earl C;Gillespie RMC;Bromley KM;Sukhodub T;Clark L;Fyfe PK;Serpell LC;Stanley-Wall NR;MacPhee CE
通讯作者：
MacPhee CE
DOI：
10.1107/s0907444911007578
发表时间：
2011-04
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Cowtan K;Emsley P;Wilson KS
通讯作者：
Wilson KS
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
3.9
作者：
Brandani, Giovanni B.;Schor, Marieke;Zachariae, Ulrich
通讯作者：
Zachariae, Ulrich
枯草芽孢杆菌细胞分化，生物膜形成和环境流行。
影响因子：
4.5
作者：
Qin, Yuxuan;Angelini, Leticia Lima;Chai, Yunrong
通讯作者：
Chai, Yunrong