二機能性免疫タンパク質は、FTSZ標的ADPリボシル化毒素から細菌を保護します

タンパク質のADPリボシル化は、その機能に大きな影響を与え、細菌毒素が真核細胞プロセスを損なう効果的なメカニズムとして機能します。ここでは、種間競争中に細菌がADPリボシル化毒素も互いに採用しているという発見を報告します。私たちは、セラティアプロテアマキュランからのそのような毒素が、そのプロトマー界面に隣接して、必須の細菌チューブリン様タンパク質FTSZを修飾し、その能力を強化する能力をブロックすることにより、競合細胞の分割を中断することを実証します。免疫決定要因を備えた複合体の毒素の構造により、2つの異なる阻害モードが明らかになりました。活性部位閉塞とADPリボース修飾の酵素除去です。それぞれが毒素免疫をサポートするのに十分であることを示します。ただし、後者はさらに、非共同ADPリボシル化エフェクターに対する前例のない広範な保護を提供します。我々の調査結果は、細菌細胞分裂機械の完全性を不活性化後の修正に対して保護するためのユニークなソリューションをどのように生成したかを明らかにしています。

ADP-ribosylation of proteins can profoundly impact their function and serves as an effective mechanism by which bacterial toxins impair eukaryotic cell processes. Here, we report the discovery that bacteria also employ ADP-ribosylating toxins against each other during interspecies competition. We demonstrate that one such toxin from Serratia proteamaculans interrupts the division of competing cells by modifying the essential bacterial tubulin-like protein, FtsZ, adjacent to its protomer interface, blocking its capacity to polymerize. The structure of the toxin in complex with its immunity determinant revealed two distinct modes of inhibition: active site occlusion and enzymatic removal of ADP-ribose modifications. We show that each is sufficient to support toxin immunity; however, the latter additionally provides unprecedented broad protection against non-cognate ADP-ribosylating effectors. Our findings reveal how an interbacterial arms race has produced a unique solution for safeguarding the integrity of bacterial cell division machinery against inactivating post-translational modifications.