Dissecting the Functional Contributions of the Intrinsically Disordered C-terminal Tail of Bacillus subtilis FtsZ.
Dissecting the Functional Contributions of the Intrinsically Disordered C-terminal Tail of Bacillus subtilis FtsZ.
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解剖枯草芽孢杆菌FTSZ的本质无序的C末端尾巴的功能贡献。
DOI：
10.1016/j.jmb.2020.03.008
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发表时间：
2020-05-01
影响因子：
5.6
通讯作者：
Pappu RV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cohan MC;Eddelbuettel AMP;Levin PA;Pappu RV
FtsZ是一种细菌GTdR，对细胞分裂的空间和时间控制至关重要。它是一种包含良好折叠的核心结构域和无序的C-末端尾（CTT）的酶。CTT对于确保细胞动力学环的正确组装是必不可少的，并且其缺失导致FtsZ的错误定位、异常组装和细胞死亡。在这项工作中，我们剖析了无序CTT内的模块组装和酶活性的B的贡献。枯草杆菌FtsZ（Bs-FtsZ）。CTT具有高变C端接头（CTL）和保守C端肽（CTP）。我们的体外研究表明，CTL削弱了形成单链活性聚合物的驱动力，并抑制这些聚合物的横向关联，而CTP促进替代组件的形成。因此，在全长Bs-FtsZ中，CTL充当在空间上将CTP粘着物与核分离的间隔子，从而确保通过核驱动的聚合形成长丝和通过CTP介导的相互作用形成侧向缔合。我们还发现，CTL减弱GTP结合，同时提高催化速率，而CTP具有相反的效果。CTL和CTP的共同贡献使得Bs-FtsZ成为一种效率仅为缺乏CTT的截短版本的一半的酶。总的来说，我们的数据表明，CTT作为一个自动调节Bs-FtsZ组装和作为一个自动抑制剂酶活性。基于我们的研究结果，我们提出了关于CTL的超变性的假设，并将FtsZ与其他具有系留IDR的细菌蛋白进行比较。
FtsZ is a bacterial GTPase that is central to the spatial and temporal control of cell division. It is a filament-forming enzyme that encompasses a well-folded core domain and a disordered C-terminal tail (CTT). The CTT is essential for ensuring proper assembly of the cytokinetic ring and its deletion leads to mis-localization of FtsZ, aberrant assembly, and cell death. In this work, we dissect the contributions of modules within the disordered CTT to assembly and enzymatic activity of B. subtilis FtsZ (Bs-FtsZ). The CTT features a hypervariable C-terminal linker (CTL) and a conserved C-terminal peptide (CTP). Our in vitro studies show that the CTL weakens the driving forces for forming single-stranded active polymers and suppresses lateral associations of these polymers whereas the CTP promotes the formation of alternative assemblies. Accordingly, in full-length Bs-FtsZ the CTL acts as a spacer that spatially separates the CTP sticker from the core thus ensuring filament formation through core-driven polymerization and lateral associations through CTP-mediated interactions. We also find that the CTL weakens GTP binding while enhancing the catalytic rate whereas the CTP has opposite effects. The joint contributions of the CTL and CTP make Bs-FtsZ an enzyme that is only half as efficient as a truncated version that lacks the CTT. Overall, our data suggest that the CTT acts as an auto-regulator of Bs-FtsZ assembly and as an auto-inhibitor enzymatic activity. Based on our results, we propose hypotheses regarding the hypervariability of CTLs and compare FtsZs to other bacterial proteins with tethered IDRs.
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