Opisanie struktury, aktywności enzymatycznej i specyficzności substratowej pierwszego białka należącego do rodziny fosfodiesteraz PglZ: naukowcy z Zakładu Mikrobiologii wraz ze współpracownikami z zagranicy scharakteryzowali białko PorX będące jednym z głównych komórkowych regulatorów wirulencji Porphyromonas gingivalis.

Reakcja na bodźce zewnętrze w bakteriach jest realizowana głównie poprzez dwuskładnikowe systemy regulacyjne (ang. two-component systems, TCSs). Składają się one z kinazy histydynowej (ang. histidine kinase, HK) i regulatora odpowiedzi (ang. response regulator, RR). Zlokalizowana w błonie wewnętrznej HK odbiera bodziec poprzez domenę sensoryczną, ulega autofosforylacji, a następnie przekazuje grupę fosforanową na RR, który wywołuje odpowiedź komórkową na bodziec.

Bakteria Porphyromonas gingivalis wydziela ponad 30 różnych czynników wirulencji poprzez System Sekrecji Typu 9 (ang. Type 9 Secretion System, T9SS). System ten jest regulowany poprzez PorYX TCS, w którym PorY spełnia funkcję HK, a PorX jest RR. Delecja tego TCS powoduje znaczne obniżenie sekrecji przez T9SS i drastyczne obniżenie wirulencji P. gingivalis w modelu mysim. Długo jednak nieznany był mechanizm tej regulacji.

W niniejszej publikacji rozwiązaliśmy strukturę krystaliczną dimerycznej formy PorX (rysunek obok), która składa się z domeny ulegającej fosforylacji (kolor zielony), łącznika (kolor pomarańczowy) i domeny PglZ o nieznanej funkcji (kolor niebieski). Wykazaliśmy, że domena PglZ ma aktywność fosfodiesterazową i zdolność do cięcia cyklicznych i liniowych oligonukleotydów (na rysunku dinukleotyd pGpG zaznaczony na czerwono), będących cząsteczkami sygnalizacyjnymi. Wykazaliśmy również podobieństwo PorX do białka występującego w systemie antyfagowym BREX (ang. bacteriophage exclusion system) przez co zasugerowaliśmy, że PorX może nie tylko regulować T9SS poprzez cięcie cząsteczek sygnalizacyjnych, ale prawdopodobnie bierze również udział w obronie komórek P. gingivalis przed fagami. 

Autorami pracy z WBBiB UJ są: dr Mariusz Madej, dr Zuzanna Nowakowska, Anna Jacuła, dr Mirosław Książek, Katarzyna Mikruta oraz prof. Jan Potempa.

Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki (z projektu PRELUDIUM  kierowanego przez dr. inż. Mariusza Madeja oraz projektu OPUS, którego kierownikiem jest prof. Jan Potempa)

Artykuł dostępny jest w formacie open access: https://doi.org/10.1093/nar/gkac1103