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能力T4P的DNA结合的分子基础在革兰氏阳性和革兰氏阴性物种中是不同的
The molecular basis for DNA-binding by competence T4P is distinct in Gram-positive and Gram-negative species Nicholas D. Christman 1 and Ankur B. Dalia 1, * 1 Department of Biology, Indiana University, Bloomington, IN *Correspondence to: ankdalia@iu.edu ABSTRACT Competence type IV pili (T4P) are bacterial surface appendages that facilitate DNA uptake during通过自然转化的水平基因转移。这些动态结构从细胞表面积极延伸，与环境中的DNA结合，然后缩回以将结合的DNA进口到细胞中。能力T4P在不同的革兰氏阴性（DIDERS）和革兰氏阳性（单胚层）细菌中发现。虽然DIDERM能力T4P的DNA结合机制已成为强化研究的最近重点，但对单胚层能力T4P的DNA结合知之甚少。在这里，我们使用肺炎链球菌作为模型系统来解决此问题。能力T4P可能通过称为次要PILIN的尖端相关的蛋白质复合物与DNA结合，最近的工作突出了单胚层和DIDERM能力T4P之间的高度结构保护。在diderms中，一个次要的pilin fimt中带正电荷的残基对于DNA结合至关重要。我们表明，尽管这些残基在comgd中保存下来，但它们的单胚层同源物，但它们仅在DNA吸收中起较小的作用以进行自然转化。相反，我们发现邻近的小pilin comgf（单胚层的PILW同源物）中有两孔充电的残基在自然转化的DNA吸收中起主要作用。在diderm和单胚层中，一个此外，我们发现这些残基在其他单死机中是保守的，但不是diderms。在一起，这些结果表明，DNA结合的分子基础在单胚层和DIDERS能力T4P中独立发散或演变。作者摘要多种细菌使用称为IV型pili型能力（T4P）的细胞外结构，从其环境中吸收DNA。T4P对DNA的摄取是自然转化的第一步，这是一种水平基因转移模式，有助于抗生素抗性和毒力性状在各种临床上相关的革兰氏阴性（DIDERM）和革兰氏阳性（革兰氏阳性（单一型）细菌种类物种中的传播。虽然能力T4P在DIDERMS中的DNA结合的机理一直是最近研究的领域，但对单胚层能力T4P如何结合DNA的了解相对较少。在这里，我们探讨了单胚层能力T4P如何使用肺炎链球菌作为模型系统结合DNA。我们的结果表明，虽然单胚层T4P和DIDERS T4P可能具有保守的结构特征，但每个系统的DNA结合机制都是不同的。引言自然转化（NT；也称为遗传转化或自然能力）是多种细菌和古细菌中水平基因转移的广泛保守机制[1]。在此过程中，细胞从环境中占用自由DNA，通过同源重组将其整合到其基因组中。NT的第一步是细胞外DNA的吸收，这是由称为能力T4P的动态表面附属物促进的。能力T4P积极延伸到细胞外环境，与游离DNA结合，然后缩回以促进DNA的摄取，如Diderm Vibrio cholerae [2]和单肽S.肺炎[3]中所示。由细胞质ATPase Motor提供动力的跨膜分子机支持了Pili的主动延伸和缩回[4-6]。通过这种活性，T4P的能力促进了双链DNA在DIDERMS中的prode骨中的吸收，或单胚层中细胞壁和细胞质膜之间的空间（即“革兰氏阳性的periplasm” [7]）。这种DNA的弯曲被ComeA结合，ComeA是一种周围（DIDERS）或膜上的（单胚层）DNA结合蛋白，该蛋白充当分子棘轮，以进一步驱动DNA摄取[8-10]。