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Inherent Minor Conformer of Bordetella Effector BteA Directs Chaperone-Mediated Unfolding
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2022-06-24 , DOI: 10.1021/jacs.2c04122 Adi Yahalom 1 , Hadassa Shaked 1 , Sharon Ruthstein 1 , Jordan H Chill 1
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2022-06-24 , DOI: 10.1021/jacs.2c04122 Adi Yahalom 1 , Hadassa Shaked 1 , Sharon Ruthstein 1 , Jordan H Chill 1
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The pathogen Bordetella pertussis uses a type-3 secretion system (T3SS) to inject its cytotoxic effector BteA into the host cell via a designated needle structure. Prior to injection BteA is bound to its cognate chaperone BtcA presumed to assist in effector unfolding en route to needle passage. We utilized NMR and EPR spectroscopy to uncover the molecular mechanism of BtcA-mediated unfolding of BteA. BtcA induces a global structural change in the effector, which adopts a more extended and partially unfolded conformation. EPR distance measurements further show that the structured helical-bundle form of free BteA exists in conformational equilibrium with a lowly populated minor species. The nature of this equilibrium was probed using NMR relaxation dispersion experiments. At 283 K structural effects are most pronounced for a contiguous surface spanning the A- and B-helices of BteA, extending at 303 K to a second surface including the D- and E-helices. Residues perturbed in the minor conformation coincide with those exhibiting a BtcA-induced increase in flexibility, identifying this conformation as the BtcA-bound form of the effector. Our findings hint at a conformational-selectivity mechanism for the chaperone interaction with the effector, a paradigm that may be common to effector-chaperones secretion complexes in this family of pathogens.
中文翻译：
Bordetella 效应器 BteA 的固有次要构象指导伴侣介导的展开
病原体百日咳博德特氏菌使用 3 型分泌系统 (T3SS) 通过指定的针状结构将其细胞毒性效应物 BteA 注入宿主细胞。在注射之前，BteA 与其同源伴侣 BtcA 结合，推测其有助于效应器在通往针头通道的途中展开。我们利用 NMR 和 EPR 光谱来揭示 BtcA 介导的 BteA 展开的分子机制。BtcA 在效应器中引起全局结构变化，其采用更延伸和部分展开的构象。EPR 距离测量进一步表明，游离 BteA 的结构化螺旋束形式存在于与人口稀少的次要物种的构象平衡中。使用 NMR 弛豫色散实验探索了这种平衡的性质。在 283 K 时，结构效应对于跨越 BteA 的 A 螺旋和 B 螺旋的连续表面最为明显，在 303 K 处延伸到包括 D 和 E 螺旋的第二个表面。在次要构象中受到干扰的残基与那些表现出 BtcA 诱导的柔韧性增加的残基相吻合，将这种构象确定为效应器的 BtcA 结合形式。我们的研究结果暗示了伴侣与效应物相互作用的构象选择性机制，这种范式可能对这一病原体家族中的效应物-伴侣分泌复合物很常见。
更新日期：2022-06-24
中文翻译：
Bordetella 效应器 BteA 的固有次要构象指导伴侣介导的展开
病原体百日咳博德特氏菌使用 3 型分泌系统 (T3SS) 通过指定的针状结构将其细胞毒性效应物 BteA 注入宿主细胞。在注射之前，BteA 与其同源伴侣 BtcA 结合，推测其有助于效应器在通往针头通道的途中展开。我们利用 NMR 和 EPR 光谱来揭示 BtcA 介导的 BteA 展开的分子机制。BtcA 在效应器中引起全局结构变化，其采用更延伸和部分展开的构象。EPR 距离测量进一步表明，游离 BteA 的结构化螺旋束形式存在于与人口稀少的次要物种的构象平衡中。使用 NMR 弛豫色散实验探索了这种平衡的性质。在 283 K 时，结构效应对于跨越 BteA 的 A 螺旋和 B 螺旋的连续表面最为明显，在 303 K 处延伸到包括 D 和 E 螺旋的第二个表面。在次要构象中受到干扰的残基与那些表现出 BtcA 诱导的柔韧性增加的残基相吻合，将这种构象确定为效应器的 BtcA 结合形式。我们的研究结果暗示了伴侣与效应物相互作用的构象选择性机制，这种范式可能对这一病原体家族中的效应物-伴侣分泌复合物很常见。
京公网安备 11010802027423号