螺旋体鞭毛丝的冷冻电镜结构揭示不对称鞘晶格介导的曲率调控机制

《Nature Communications》：Structural basis for curvature generation and functional specialization in spirochete flagella

　　螺旋体是螺旋状的细菌，其弯曲的周质鞭毛驱动其在粘性环境中以开瓶器般的方式运动。尽管具有临床重要性，但鞭毛组装的分子机制仍不清楚。在此，我们将从口腔病原体齿垢密螺旋体天然分离的鞭毛丝的冷冻电镜与蛋白质组学和比较基因组学相结合，以表征其分子组织。我们解析了两种类型的丝至亚3 ?分辨率：薄的仅含FlaB3的核心，以及厚丝，其FlaB1/2核心不对称地装饰有由FlaA1/2/3和晶格蛋白FlaL1/2组成的鞘。我们表明，鞘的不对称性对FlaB1/2核心施加了差异性的轴向压缩，产生了凸面和凹面丝面并建立了曲率。FlaB序列和鞘-核心界面处的糖基化差异与选择性掺入不同丝类型相关，支持了受调控的丝架构机制。系统发育分析揭示了FlaL在螺旋体谱系中的保守性，表明模块化的鞘晶格提供了一种适应性机制，用于调节不同致病生活方式中的鞭毛力学特性。