微生物学：ペプチドグリカンの成熟が外膜タンパク質の集合を制御する

グラム陰性細菌の外膜とペプチドグリカン層の結合は、細胞の完全性の維持に非常に重要であり、困難な環境での細菌の生存を可能にする。外膜の機能は、BAM（β-barrel assembly machine）によって膜に挿入される、外膜タンパク質（OMP）に依存している。増殖中の大腸菌（Escherichia coli）細胞は、古くなったOMPをバイナリー分配と呼ばれる過程によって両極へと隔離するが、この過程の基盤は不明である。今回我々は、OMPの時空間的組織化をペプチドグリカンが支えていることを明らかにする。テトラペプチドを多く含む成熟したペプチドグリカンは、BAM成分に結合して、OMPフォールダーゼ活性を抑制する。一方、ペンタペプチドを多く含んでいて隔壁に濃縮されている新生ペプチドグリカンは、BAMとはほとんど結合せず、BAM活性への影響もほとんどないので、OMPが分裂部位に優先的に挿入されることになる。OMPのバイオジェネシスと細胞壁の成長が同期した結果、細胞の分裂に伴いOMPがバイナリー分配されることになる。これらの知見から、グラム陰性細菌は、OMP生成をペプチドグリカンの成熟状態に応じて起こるようにすることによって、2つの主要な細胞外被層の構築を協調させていることが明らかになった。この潜在的脆弱性は、今後の抗生物質の設計に利用できるかもしれない。

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