Periplasmic orientation of nascent lipid A in the inner membrane of an Escherichia coli LptA mutant
Periplasmic orientation of nascent lipid A in the inner membrane of an Escherichia coli LptA mutant
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DOI：
10.1073/pnas.0807028105
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发表时间：
2008-09-16
影响因子：
11.1
通讯作者：
Raetz, Christian R. H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ma, Bing;Reynolds, C. Michael;Raetz, Christian R. H.
大肠杆菌脂多糖 (LPS) 的核心脂质 A 结构域在内膜 (IM) 的内表面合成，并通过 ABC 转运蛋白 MsbA 翻转到其外表面。最近对缺失突变体的研究表明，周质蛋白 LptA、胞质蛋白 LptB 和 IM 蛋白 LptC、LptF 和 LptG 参与了新生 LIPS 向外膜 (OM) 的后续转运，其中 LptD/LptE 复合物将 LPS 翻转到外表面。我们分离出一个温度敏感突变体 (MB1)，其 LptA 中含有 S22C 和 Q111P 取代。 MB1 在 42 摄氏度下 30 分钟后停止生长。32P(i) 和 [(35)S] 蛋氨酸标记显示新合成的磷脂和蛋白质的输出没有严重受损，但 LPS 的输出有缺陷。使用脂质 A 1-磷酸酶 LpxE 作为周质 IM 标记，脂质 A 3-O-脱酰酶 PagL 作为 OM 标记，我们发现核心脂质 A 在 MB1 中于 42 ℃ 到达 IM 的周质侧，但没有到达 OM 的外表面。 MB1 的电子显微镜显示在 42 摄氏度下有致密的周质材料和光滑的 OM，这与 LptA 在穿梭 LPS 穿过周质中的作用一致。
The core-lipid A domain of Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) is synthesized on the inner surface of the inner membrane (IM) and flipped to its outer surface by the ABC transporter MsbA. Recent studies with deletion mutants implicate the periplasmic protein LptA, the cytosolic protein LptB, and the IM proteins LptC, LptF, and LptG in the subsequent transport of nascent LIPS to the outer membrane (OM), where the LptD/LptE complex flips LPS to the outer surface. We have isolated a temperature-sensitive mutant (MB1) harboring the S22C and Q111P substitutions in LptA. MB1 stops growing after 30 min at 42 degrees C. 32P(i) and [(35)S]methionine labeling show that export of newly synthesized phospholipids and proteins is not severely impaired, but export of LPS is defective. Using the lipid A 1-phosphatase LpxE as a periplasmic IM marker and the lipid A 3-O-deacylase PagL as an OM marker, we show that core-lipid A reaches the periplasmic side of the IM at 42 degrees C in MB1 but not the outer surface of the OM. Electron microscopy of MB1 reveals dense periplasmic material and a smooth OM at 42 degrees C, consistent with a role for LptA in shuttling LPS across the periplasm.