The bacterial twin-arginine (Tat) pathway serves in the exclusive secretion of folded proteins with bound cofactors. While Tat pathways in Gram-negative bacteria and chloroplast thylakoids consist of conserved TatA, TatB and TatC subunits, the Tat pathways of Bacillus species and many other Gram-positive bacteria stand out for their minimalist nature with the core translocase being composed of essential TatA and TatC subunits only. Here we addressed the question whether the minimal TatAyCy translocase of Bacillus subtilis recruits additional cellular components that modulate its activity. To this end, TatAyCy was purified by affinity- and size exclusion chromatography, and interacting co-purified proteins were identified by mass spectrometry. This uncovered the cell envelope stress responsive LiaH protein as an accessory subunit of the TatAyCy complex. Importantly, our functional studies show that Tat expression is tightly trailed by LiaH induction, and that LiaH itself determines the capacity and quality of TatAyCy-dependent protein translocation. In contrast, LiaH has no role in high-level protein secretion via the general secretion (Sec) pathway. Altogether, our observations show that protein translocation by the minimal Tat translocase TatAyCy is tightly intertwined with an adequate bacterial response to cell envelope stress. This is consistent with a critical need to maintain cellular homeostasis, especially when the membrane is widely opened to permit passage of large fully-folded proteins via Tat.

中文翻译：

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枯草芽孢杆菌中应激反应性LiaH蛋白和最小的TatAyCy蛋白转位酶的功能关联。

细菌双精氨酸（Tat）途径在折叠蛋白与结合的辅因子的排他性分泌中起作用。革兰氏阴性细菌和叶绿体类囊体中的Tat途径由保守的TatA，TatB和TatC亚基组成，而芽孢杆菌属和许多其他革兰氏阳性细菌的Tat途径因其极简的性质而脱颖而出，核心的转位酶由必需的TatA和仅TatC亚基。在这里，我们解决了以下问题：枯草芽孢杆菌的最小TatAyCy转位酶是否募集了其他可调节其活性的细胞成分。为此，通过亲和排阻色谱法纯化TatAyCy，并通过质谱鉴定相互作用的共纯化蛋白。这揭示了作为TatAyCy复合体的辅助亚基的细胞膜应激反应性LiaH蛋白。重要的是，我们的功能研究表明，Tat表达受LiaH诱导紧密跟踪，而LiaH本身决定了TatAyCy依赖性蛋白易位的能力和质量。相反，LiaH在通过一般分泌（Sec）途径的高水平蛋白质分泌中没有作用。总之，我们的观察结果表明，最小的Tat易位酶TatAyCy进行的蛋白易位与对细胞膜应力的适当细菌反应紧密地交织在一起。这与维持细胞稳态的关键需求是一致的，特别是当膜被广泛打开以允许大的完全折叠的蛋白质通过Tat传递时。我们的功能研究表明，Tat表达受LiaH诱导紧密跟踪，而LiaH本身决定了TatAyCy依赖性蛋白易位的能力和质量。相反，LiaH在通过一般分泌（Sec）途径的高水平蛋白质分泌中没有作用。总而言之，我们的观察结果表明，最小的Tat易位酶TatAyCy进行的蛋白易位与对细胞膜应力的适当细菌反应紧密地交织在一起。这与维持细胞稳态的关键需求是一致的，特别是当膜被广泛打开以允许大的完全折叠的蛋白质通过Tat传递时。我们的功能研究表明，Tat表达受LiaH诱导紧密跟踪，而LiaH本身决定了TatAyCy依赖性蛋白易位的能力和质量。相反，LiaH在通过一般分泌（Sec）途径的高水平蛋白质分泌中没有作用。总而言之，我们的观察结果表明，最小的Tat易位酶TatAyCy进行的蛋白易位与对细胞膜应力的适当细菌反应紧密地交织在一起。这与维持细胞稳态的关键需求是一致的，特别是当膜被广泛打开以允许大的完全折叠的蛋白质通过Tat传递时。LiaH在通过一般分泌（Sec）途径的高水平蛋白质分泌中不起作用。总而言之，我们的观察结果表明，最小的Tat易位酶TatAyCy进行的蛋白易位与对细胞膜应力的适当细菌反应紧密地交织在一起。这与维持细胞稳态的关键需求是一致的，特别是当膜被广泛打开以允许大的完全折叠的蛋白质通过Tat传递时。LiaH在通过一般分泌（Sec）途径的高水平蛋白质分泌中不起作用。总而言之，我们的观察结果表明，最小的Tat易位酶TatAyCy进行的蛋白易位与对细胞膜应力的适当细菌反应紧密地交织在一起。这与维持细胞稳态的关键需求是一致的，特别是当膜被广泛打开以允许大的完全折叠的蛋白质通过Tat传递时。