PpiDとYidCの非競合的なSecYEGトランスロコンへの結合が、大腸菌のSecYEGインタラクトームに関する世界的な視野を広げている

Noncompetitive binding of PpiD and YidC to the SecYEG translocon expands the global view on the SecYEG interactome in .

• Benjamin Jauss
• Narcis-Adrian Petriman
• Friedel Drepper
• Lisa Franz
• Ilie Sachelaru
• Thomas Welte
• Ruth Steinberg
• Bettina Warscheid
• Hans-Georg Koch

抄録

SecYEGトランスコンは、細菌の主要なタンパク質輸送チャネルを構成し、多種多様な分泌タンパク質や膜内タンパク質を輸送しています。SecYEGトランスoconの最小コアは、3つの膜内タンパク質SecY, SecE, SecGから構成されており、これらのタンパク質は適切なターゲティング因子とともにタンパク質輸送に十分な役割を果たしているが、SecYEGトランスoconは複数のパートナータンパク質と結合することが示されており、SecYEGトランスoconが多様な基質を処理することを可能にしていると考えられる。の SecYEG の可塑性に関するグローバルな見解を得るために、我々は定量的な相互作用プロテオミクス解析を行い、いくつかの既知の SecYEG 相互作用タンパク質を同定し、SecYEG と品質管理タンパク質との相互作用を検証し、これまでに知られていなかったいくつかの SecYEG 相互作用タンパク質を明らかにしました。驚くべきことに、シャペロン複合体PpiD/YfgMがSecYEGの最も顕著な相互作用相手であることを発見しました。PpiDとSecYの相互作用を部位別クロスリンクで詳細に解析したところ、PpiDとSecYのパートナーであるYidCは、ほぼ完全にオーバーラップした結合部位をSecY上で使用していることが明らかになった。PpiDとYidCの両方がSecYのラテラルゲート、プラグドメイン、およびペリプラズムキャビティに接触していた。しかし、定量的なMSおよびクロスリンク解析の結果、ほぼ同一の結合部位を有するにもかかわらず、SecYへの結合は非競合的であることが明らかになった。このことから、SecYEGトランスコンは、YidCまたはPpiD/YfgM複合体と結合することで、基質に依存しない異なるサブアセンブリを形成していることが示唆された。要約すると、本研究の結果は、PpiD/YfgMシャペロン複合体がSecYEGトランスコンの主要な相互作用パートナーであることを示している。

The SecYEG translocon constitutes the major protein transport channel in bacteria and transfers an enormous variety of different secretory and inner-membrane proteins. The minimal core of the SecYEG translocon consists of three inner-membrane proteins, SecY, SecE, and SecG, which, together with appropriate targeting factors, are sufficient for protein transport However, the SecYEG translocon has been shown to associate with multiple partner proteins, likely allowing the SecYEG translocon to process its diverse substrates. To obtain a global view on SecYEG plasticity in , here we performed a quantitative interaction proteomic analysis, which identified several known SecYEG-interacting proteins, verified the interaction of SecYEG with quality-control proteins, and revealed several previously unknown putative SecYEG-interacting proteins. Surprisingly, we found that the chaperone complex PpiD/YfgM is the most prominent interaction partner of SecYEG. Detailed analyses of the PpiD-SecY interaction by site-directed cross-linking revealed that PpiD and the established SecY partner protein YidC use almost completely-overlapping binding sites on SecY. Both PpiD and YidC contacted the lateral gate, the plug domain, and the periplasmic cavity of SecY. However, quantitative MS and cross-linking analyses revealed that despite having almost identical binding sites, their binding to SecY is noncompetitive. This observation suggests that the SecYEG translocon forms different substrate-independent subassemblies in which SecYEG either associates with YidC or with the PpiD/YfgM complex. In summary, the results of this study indicate that the PpiD/YfgM chaperone complex is a primary interaction partner of the SecYEG translocon.

© 2019 Jauss et al.