Proteomics analysis reveals a role for <i>E. coli</i> polyphosphate kinase in membrane structure and polymyxin resistance during starvation
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Polyphosphates (polyP) are chains of inorganic phosphates that can reach over 1000 residues in length. In Escherichia coli , polyP is produced by the polyP kinase (PPK) and is thought to play a protective role during the response to cellular stress. However, the molecular pathways impacted by PPK activity and polyP accumulation remain poorly characterized. In this work we used label-free mass spectrometry to study the response of bacteria that cannot produce polyP (Δ ppk ) during starvation to identify novel pathways regulated by PPK. In response to starvation, we found 92 proteins significantly differentially expressed between wild-type and Δ ppk mutant cells. Wild-type cells were enriched for proteins related to amino acid biosynthesis and transport, while Δppk mutants were enriched for proteins related to translation and ribosome biogenesis, suggesting that without PPK, cells remain inappropriately primed for growth even in the absence of required building blocks. From our dataset, we were particularly interested in Arn and EptA proteins, which were downregulated in Δ ppk mutants compared to wild-type controls, because they play a role in lipid A modifications linked to polymyxin resistance. Using western blotting, we confirm differential expression of these and related proteins, and provide evidence that this mis-regulation in Δ ppk cells stems from a failure to induce the BasS/BasR two-component system during starvation. We also show that Δ ppk mutants unable to upregulate Arn and EptA expression lack the respective L-Ara4N and pEtN modifications on lipid A. In line with this observation, loss of ppk restores polymyxin sensitivity in resistant strains carrying a constitutively active basR allele. Overall, we show a new role for PPK in lipid A modification during starvation and provide a rationale for targeting PPK to sensitize bacteria towards polymyxin treatment. We further anticipate that our proteomics work will provide an important resource for researchers interested in the diverse pathways impacted by PPK.
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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) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».