在Bacillus subtilis中获得铜涉及YcnI和YcnJ之间的Cu (II) 交换

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 生物化学 生物化学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 铜对生命至关重要,但其在细菌中的运输和利用仍然不完全理解.
• 格拉姆阳性细菌Bacillus subtilis拥有几个依赖铜的蛋白质,但铜识别和贩运的机制尚未完全阐明.
• 众所周知,B. subtilis中的ycnKJI操作子编码参与铜恒常的蛋白质,包括YcnI和YcnJ.

研究的目的:

• 研究YcnI和YcnJ在Bacillus subtilis中的铜吸收和调节中的作用.
• 描述YcnJ (YcnJ^CopC) 细胞外域的铜结合特性及其与YcnI.的相互作用.
• 阐明这些相互作用对在铜有限条件下细菌生长的功能意义.

主要方法:

• 生物化学试验以确定Cu(II) 通过YcnJ^CopC.结合的固态度和亲和力.
• 在YcnJ^CopC和YcnI.CopC之间进行蛋白质交换实验.
• 涉及基因淘汰和YcnI和YcnJ的局部定向突变发生的遗传研究.

主要成果:

• 细胞外域YcnJ^CopC以高亲和力结合Cu(II) 在1:1的固体几何学中,利用一个histidine支架图案.
• 已经证明YcnJ^CopC和YcnI可以交换Cu (II).
• 失去了YcnI或YcnJ,或关键的铜结合残留物突变,导致在铜有限的条件下细菌生长受损.

结论:

• YcnI和YcnJ都具有功能性Cu (II) 结合点,这对于在铜有限的条件下,在Bacillus subtilis中有效地进口铜至关重要.
• 提出了一个模型,YcnI从YcnJ中隔离Cu(II),调节细胞质铜的进入,并可能在细胞外储存铜.
• 铜在膜结合蛋白之间的这种细胞外转移代表了对细菌铜管理的潜在新机制.