Periodontal disease (PD) is a progressive inflammatory condition characterized by degradation of the gingival epithelium, periodontal ligament, and alveolar bone ultimately resulting in tooth loss. Treponema denticola is a keystone periopathogen that contributes to immune dysregulation and direct tissue destruction. As periodontal disease develops, T. denticola must adapt to environmental, immunological and physiochemical changes in the subgingival crevice. Treponema denticola produces bis-(3′-5′)-cyclic dimeric guanosine monophosphate (c-di-GMP), an important regulatory nucleotide. While T. denticola encodes several putative diguanylate cyclases (DGCs), none have been studied and hence the biological role of c-di-GMP in oral treponemes remains largely unexplored. Here, we demonstrate that the T. denticola open reading frame, TDE0125, encodes a functional DGC designated as DgcA (Diguanylate cyclase A). The dgcA gene is universal among T. denticola isolates, highly conserved and is a stand-alone GGEEF protein with a GAF domain. Recombinant DgcA converts GTP to c-di-GMP using either manganese or magnesium under aerobic and anaerobic reaction conditions. Size exclusion chromatography revealed that DgcA exists as a homodimer and in larger oligomers. Site-directed mutagenesis of residues that define the putative inhibitory site of DgcA suggest that c-di-GMP production is allosterically regulated. This report is the first to characterize a DGC of an oral treponeme.

中文翻译：

---

Treponema denticola DgcA 蛋白 (TDE0125) 是一种功能性双鸟苷酸环化酶

牙周病（PD）是一种进行性炎症性疾病，其特征是牙龈上皮、牙周韧带和牙槽骨的退化，最终导致牙齿脱落。密螺旋体是导致免疫失调和直接组织破坏的关键性周围病原体。随着牙周病的发展，T. denticola 必须适应龈下缝隙的环境、免疫学和生理化学变化。密螺旋体产生双-(3'-5')-环状二聚鸟苷一磷酸 (c-di-GMP)，这是一种重要的调节核苷酸。虽然 T. denticola 编码几种推定的二鸟苷酸环化酶 (DGC)，但尚未对其进行研究，因此 c-di-GMP 在口腔密螺旋体中的生物学作用在很大程度上仍未得到探索。在这里，我们证明了 T. denticola 开放阅读框 TDE0125，编码称为DgcA（二鸟苷酸环化酶A）的功能性DGC。dgcA 基因在 T. denticola 分离物中普遍存在，高度保守，是具有 GAF 结构域的独立 GGEEF 蛋白。重组 DgcA 在需氧和厌氧反应条件下使用锰或镁将 GTP 转化为 c-di-GMP。尺寸排阻色谱显示 DgcA 作为同型二聚体和较大的寡聚体存在。定义 DgcA 的推定抑制位点的残基的定点诱变表明 c-di-GMP 的产生受到变构调节。该报告是第一个描述口腔密螺旋体的 DGC 的报告。重组 DgcA 在需氧和厌氧反应条件下使用锰或镁将 GTP 转化为 c-di-GMP。尺寸排阻色谱显示 DgcA 作为同型二聚体和较大的寡聚体存在。定义 DgcA 的推定抑制位点的残基的定点诱变表明 c-di-GMP 的产生受到变构调节。该报告是第一个描述口腔密螺旋体的 DGC 的报告。重组 DgcA 在需氧和厌氧反应条件下使用锰或镁将 GTP 转化为 c-di-GMP。尺寸排阻色谱显示 DgcA 作为同型二聚体和较大的寡聚体存在。定义 DgcA 的推定抑制位点的残基的定点诱变表明 c-di-GMP 的产生受到变构调节。该报告是第一个描述口腔密螺旋体的 DGC 的报告。