Molecular mechanism regulating periplasmic proteolysis in bacterial pathogenesis

摘要： 大多数慢性细菌感染是由于生物被膜的形成。生物被膜的形成是一种疾病。 保守的生理分泌过程，在此过程中，细菌可能会变成不固着的，它们会分泌一种新的保护性细胞外激素。 矩阵的功能是作为一个社区，而不是作为一个单一的细胞。它是一个新的适应机制，它是启动的。 有了这些环境线索，这些信号通过细胞信号通路被转导，并最终被转化为生物。 细胞免疫行为的改变。包括第二信使C-di-GMP的第一个二核苷酸，以及第二个信使C-di-GMP的第一个二核苷酸，以及第二个信使C-di-GMP的第二个信使C-di-GMP，以及其他主要酶。 它的主要生产和降解，也被认为是它控制的第二个主要的细胞内信号分子。 生物被膜的形成和毒力在许多其他细菌物种中存在，许多其他微生物需要编码大量的关键酶。 参与c-di-GMP代谢过程的受体和依赖于c-di-GMP的细胞反应的受体，经常控制和减少这一数字。 根据该生物体的潜在风险进行调整，包括C-c-di-GMP信号的流行程度和组织结构。 网络研究表明，应该存在一些机制来确保信号的特异性，尽管这一假说并不存在。 我们已经非常详细地进行了探索。在这里，他们的研究将继续集中在一个节省的信令和网络的基础上的监管机制。 控制广泛范围的细菌对细胞黏附的影响，包括几种主要的人类疾病病原体。中央要求控制这一点。 监管信息节点是一个跨膜的c-di-GMP受体，它是一个非常流行的域名管理组织。 控制其酶活性的酶。初步的数据表明，这一酶系统是研究一种新的重大生物开放的理想工具。 该领域的问题是：在包含数十个信令的网络中，如何实现信令和信令的特异性。 有哪些蛋白质具有相同的催化活性？我们应该通过几种不同的方法来解决这个问题，而不是把重点放在这些蛋白质上。 保守的、膜结合的、含HAMP结构域的Ac-di-GMP受体来自Lapd。我们将探索蛋白质是如何 这种受体和代谢酶之间的蛋白质和相互作用有助于赋予特异性。 通过这些研究，我们还可以解决c-di-GMP信号通路是如何在细胞膜、细胞和细胞内受到控制的问题。 这个由HAMP-GGDEF-EAL和HAMP-GGDEF-EAL两个结构域组成的蛋白质家族是如何受到监管的。 最后，如果我们可以利用基于质谱学的蛋白质组学方法来系统地识别c-di-GMP-？ 相关的蛋白质和蛋白质网络。这些研究将得到以下方面的补充：具体的蛋白质反应和基因的进一步阐明。 信令网络对各种生理信息输入做出反应，尤其是对营养信息来源。联合起来，该委员会提议。 研究已经找到了广泛揭示相关分子生物学机制的潜在可能性，这些机制是治疗c-di-GMP的根本原因。 信号传递和生物被膜的形成。考虑到这一过程在预防传染病中的核心作用，它是很好的。 他们接受了这样的观点，即对其基础机制的理解可能有助于实现其创新能力的快速发展。 管理疾病和治疗慢性呼吸道感染的策略是必要的。因此，这里描述的这项工作将不会提供更多的分子基础。 蓝图显示，这些蓝图完全可以用于设计一种新的、更有针对性的药物疗法。

Abstract  The  majority  of  chronic  bacterial  infections  have  been  attributed  to  biofilm  formation.  Biofilm  formation  is  a  conserved  physiological  process  during  which  bacteria  become  sessile,  secrete  a  protective  extracellular  matrix and function as a community, rather than as single cells. It is an adaptation mechanism, which starts  with  environmental  cues  that  are  transduced  via  cell  signaling  pathways  and  ultimately  translated  into  changes  in  cellular  behavior.  The  dinucleotide  second  messenger  c-­di-­GMP,  together  with  the  enzymes  for  its production and degradation, has been identified as the major intracellular signaling molecule that controls  biofilm formation and virulence in many bacterial species. Many microbes encode a large number of enzymes  involved  in  c-­di-­GMP  metabolism  and  receptors  for  c-­di-­GMP-­dependent  responses,  and  this  number  often  scales with the adaptation potential of the organism. The prevalence and organization of c-­di-­GMP signaling  networks  suggests  that  mechanisms  exist  to  ensure  signaling  specificity,  although  this  hypothesis  has  not  been explored in great detail. Here, studies will focus on the regulation of a conserved signaling network that  controls cell adhesion in a wide range of bacteria, including several major human pathogens. Central to this  regulatory  node  is  a  transmembrane  c-­di-­GMP  receptor  with  a  prevalent  domain  organization  and  the  enzymes  that  control  its  activity.  Preliminary  data  indicate  that  this  system  is  ideal  to  study  a  major  open  question in the field: How is c-­di-­GMP signaling specificity achieved in signaling networks containing dozens  of  proteins  with  identical  catalytic  activities?  We  address  this  question  several  ways  by  focusing  on  the  conserved,  membrane-­bound,  HAMP  domain-­containing  c-­di-­GMP  receptor  LapD.  We  explore  how  protein-­ protein  interactions  between  this  receptor  and  c-­di-­GMP  metabolizing  enzymes  help  confer  specificity.  Through these studies we also address how c-­di-­GMP signaling is controlled across the cell membrane, and  how  this  protein  family,  comprised  of  >2000  HAMP-­GGDEF-­EAL  domain-­containing  proteins,  is  regulated.  Finally,  we  utilize  mass  spectroscopy-­based  proteomics  approaches  to  systematically  identify  c-­di-­GMP-­ relevant protein networks. These studies will be complemented by the elucidation of specific responses and  signaling  networks  responsive  to  physiological  inputs,  foremost  nutritional  sources.  Together,  the  proposed  studies have the potential to reveal broadly relevant molecular mechanisms that are fundamental to c-­di-­GMP  signaling  and  biofilm  formation.  Considering  the  central  role  of  this  process  in  infectious  diseases,  it  is  well  accepted  that  understanding  the  underlying  mechanisms  may  enable  the  development  of  innovative  strategies  to  manage  and  treat  chronic  infections.  Thus,  the  work  described  here  will  provide  molecular  blueprints that can be used in the design of new, targeted therapies.