应激诱导的膜插入在β-桶装配机器复合物中调节BepA金属蛋白酶活性

《Nature Communications》：Stress-induced membrane insertion at the β-barrel assembly machinery complex regulates BepA metalloprotease activity

　　

摘要

蛋白酶必须受到严格调控以防止不受控制的降解，然而确保这种控制的机制仍知之甚少。广泛存在的M48金属蛋白酶家族成员通过一个阻断催化水活化的自抑制塞子而处于非活性状态，但该塞子如何释放一直是个未解之谜。本研究利用遗传学、生物化学和冷冻电镜方法，发现了BepA的激活机制——BepA是一种质量控制蛋白酶，通过在革兰氏阴性菌中监控β桶状组装机器（BAM）来维持外膜完整性。我们对BepA与停滞的BAM-底物组装复合物结合的冷冻电镜分析揭示：在潜在蛋白中覆盖活性位点的柔性无序α6盖结构充当分子飞镖，当底物在BAM处停滞时插入外膜，从而将BepA固定在该复合物上。这种膜锚定促进自抑制塞子的位移，在需要的位置和时机精准解锁蛋白酶活性。因此，一种双重酶激活机制与压力条件下的膜结合相耦联，确保BepA在正确定位之前保持非活性。我们的发现揭示了膜本身如何授权蛋白酶激活，这一原理可能超越M48金属蛋白酶的范畴。