Two Outer Membrane Proteins Contribute to Caulobacter crescentus Cellular Fitness by Preventing Intracellular S-Layer Protein Accumulation
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Surface layers, or S-layers, are two-dimensional protein arrays that form the outermost layer of many bacteria and archaea. They serve several functions, including physical protection of the cell from environmental threats. The high abundance of S-layer proteins necessitates a highly efficient export mechanism to transport the S-layer protein from the cytoplasm to the cell exterior. Caulobacter crescentus is unique in that it has two homologous, seemingly redundant outer membrane proteins, RsaF a and RsaF b , which together with other components form a type I protein translocation pathway for S-layer export. These proteins have homology to Escherichia coli TolC, the outer membrane channel of multidrug efflux pumps. Here we provide evidence that, unlike TolC, RsaF a and RsaF b are not involved in either the maintenance of membrane stability or the active export of antimicrobial compounds. Rather, RsaF a and RsaF b are required to prevent intracellular accumulation and aggregation of the S-layer protein RsaA; deletion of RsaF a and RsaF b led to a general growth defect and lowered cellular fitness. Using Western blotting, transmission electron microscopy, and transcriptome sequencing (RNA-seq), we show that loss of both RsaF a and RsaF b led to accumulation of insoluble RsaA in the cytoplasm, which in turn caused upregulation of a number of genes involved in protein misfolding and degradation pathways. These findings provide new insight into the requirement for RsaF a and RsaF b in cellular fitness and tolerance to antimicrobial agents and further our understanding of the S-layer export mechanism on both the transcriptional and translational levels in C. crescentus . IMPORTANCE Decreased growth rate and reduced cell fitness are common side effects of protein production in overexpression systems. Inclusion bodies typically form inside the cell, largely due to a lack of sufficient export machinery to transport the overexpressed proteins to the extracellular environment. This phenomenon can conceivably also occur in natural systems. As one example of a system evolved to prevent intracellular protein accumulation, our study demonstrates that Caulobacter crescentus has two homologous outer membrane transporter proteins that are involved in S-layer export. This is an interesting case study that demonstrates how bacteria can evolve redundancy to ensure adequate protein export functionality and maintain high cellular fitness. Moreover, we provide evidence that these two outer membrane proteins, although being the closest C. crescentus homologs to TolC in E. coli , do not process TolC functionality in C. crescentus .
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».