ペプチドグリカン合成タンパク質複合体と胞子形成時の非対称細胞分裂との関連性

Linking the Peptidoglycan Synthesis Protein Complex with Asymmetric Cell Division during Sporulation.

• Katarína Muchová
• Zuzana Chromiková
• Imrich Barák

抄録

ペプチドグリカンは、一般的に細菌の細胞形状を決定する主要な因子の一つと考えられている。棒状の細菌では、細胞の伸長には、細胞壁を長くするためにペプチドグリカンの合成が必要であり、また、細胞分裂の際には分裂中隔でペプチドグリカンが合成される。また、ペプチドグリカンは細胞分裂の際に分裂中隔で合成されます。胞子形成は非対称な細胞分裂から始まる。胞子化隔の形成には、植生隔とほぼ同じタンパク質が必要であるが、この2つの隔は大きく異なっている。しかし、この2つの隔膜は局在の違いに加えて、胞子形成中隔はより薄く、胞子形成に重要なタンパク質であるSpoIIEを含んでいる。ここで私たちは、ペプチドグリカンの生合成が、胞子形成中隔形成時の細胞分裂機構と関連していることを明らかにしました。我々は、SpoIIEとGpsBとの直接的な相互作用を検出し、両タンパク質が非対称中隔形成の初期段階で共局在することを発見した。我々は、SpoIIEがGpsB、他の分裂タンパク質、ペプチドグリカン合成タンパク質を含むマルチタンパク質複合体の一部であることを提案し、ペプチドグリカン合成機構と胞子形成時の前庭形成に必要な複雑な形態変化との間にリンクを提供する可能性があることを示唆している。

Peptidoglycan is generally considered one of the main determinants of cell shape in bacteria. In rod-shaped bacteria, cell elongation requires peptidoglycan synthesis to lengthen the cell wall. In addition, peptidoglycan is synthesized at the division septum during cell division. Sporulation of begins with an asymmetric cell division. Formation of the sporulation septum requires almost the same set of proteins as the vegetative septum; however, these two septa are significantly different. In addition to their differences in localization, the sporulation septum is thinner and it contains SpoIIE, a crucial sporulation specific protein. Here we show that peptidoglycan biosynthesis is linked to the cell division machinery during sporulation septum formation. We detected a direct interaction between SpoIIE and GpsB and found that both proteins co-localize during the early stages of asymmetric septum formation. We propose that SpoIIE is part of a multi-protein complex which includes GpsB, other division proteins and peptidoglycan synthesis proteins, and could provide a link between the peptidoglycan synthesis machinery and the complex morphological changes required for forespore formation during sporulation.