霍乱弧菌 FtsWIQLB 复合物中糖链聚合与肽链交联协同作用的分子机制

《Nature Communications》：Molecular basis of coupled peptidoglycan synthesis by the FtsWIQLB divisome complex from Vibrio cholerae

　　

摘要

细菌细胞分裂需要分裂体中糖基转移酶FtsW和转肽酶FtsI协同合成胞壁肽聚糖。在这一过程中，糖链聚合与肽链交联的协同机制目前尚不完全清楚。本文通过对霍乱弧菌（Vibrio cholerae）的核心分裂体复合物FtsWIQLB进行分析，提供了关于这种协同作用的分子层面的见解。我们结合了定量分析、基于天然底物的双活性测定方法、冷冻电镜（cryo-EM）、AlphaFold结构预测、二硫键捕捉技术、质谱分析和化学生物学方法，发现了FtsI的非活性构象及其可能具有活性的构象，并解析了它们各自不同的相互作用网络。研究发现，FtsI中存在一个调控FtsW催化效率的耦合螺旋结构。重要的是，肽链交联过程的进行需要特定的糖链长度，这一结果与我们的模型一致。此外，脂质II的脂质尾部对FtsW的催化效率具有关键作用，其短尾类似物可作为抑制剂。我们的研究结果表明，FtsI通过底物驱动的构象变化，在空间和时间上实现了这些关键酶促作用的协同调控。