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Action of a minimal contractile bactericidal nanomachine

机译：最小收缩杀菌纳米机的作用

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摘要

The authors report near-atomic resolution structures of the R-type bacteriocin from Pseudomonas aeruginosa in the pre-contraction and post-contraction states, and these structures provide insight into the mechanism of action of molecular syringes.R-type bacteriocins are minimal contractile nanomachines that hold promise as precision antibiotics(1-4). Each bactericidal complex uses a collar to bridge a hollow tube with a contractile sheath loaded in a metastable state by a baseplate scaffold(1,2). Fine-tuning of such nucleic acid-free protein machines for precision medicine calls for an atomic description of the entire complex and contraction mechanism, which is not available from baseplate structures of the (DNA-containing) T4 bacteriophage(5). Here we report the atomic model of the complete R2 pyocin in its pre-contraction and post-contraction states, each containing 384 subunits of 11 unique atomic models of 10 gene products. Comparison of these structures suggests the following sequence of events during pyocin contraction: tail fibres trigger lateral dissociation of baseplate triplexes; the dissociation then initiates a cascade of events leading to sheath contraction; and this contraction converts chemical energy into mechanical force to drive the iron-tipped tube across the bacterial cell surface, killing the bacterium.
机译：作者报道了铜绿假单胞菌在收缩前和收缩后状态下的R型细菌素的近原子拆分结构，这些结构为分子注射器的作用机理提供了见识。有望成为精密抗生素（1-4）。每个杀菌复合物都使用一个套环来桥接空心管，该空心管的收缩鞘通过底板支架（1,2）以亚稳状态加载。这种用于精密医学的无核酸蛋白质机器的微调要求对整个复杂和收缩机制进行原子描述，而这种机制不能从（含DNA的）T4噬菌体的底板结构中获得（5）。在这里，我们报告了在收缩前和收缩后状态下完整R2霉素的原子模型，每个模型都包含10个基因产物的11个独特原子模型的384个亚基。这些结构的比较表明，在红霉素收缩期间发生了以下事件序列：尾纤维触发底板三链体的侧向解离;然后解离引发一系列事件，导致护套收缩;这种收缩将化学能转化为机械力，以驱动铁尖头管穿过细菌细胞表面，从而杀死细菌。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2020年第7805期|658-662|共5页
  • 作者

  • 作者单位

    Univ Calif Los Angeles Dept Microbiol Immunol & Mol Genet Los Angeles CA 90095 USA|Univ Calif Los Angeles Calif NanoSyst Inst CNSI Los Angeles CA 90095 USA;

    Pylum Biosci San Francisco CA USA;

    Univ Texas Med Branch Dept Biochem & Mol Biol Sealy Ctr Struct Biol & Mol Biophys Galveston TX 77555 USA;

    Univ Calif Los Angeles Calif NanoSyst Inst CNSI Los Angeles CA 90095 USA|Univ Calif Los Angeles Dept Chem & Biochem 405 Hilgard Ave Los Angeles CA 90024 USA;

    Shemyakin Ovchinnikov Inst Bioorgan Chem Lab Mol Bioengn Moscow Russia;

    Vertex Pharmaceut Europe Ltd Abingdon Oxon England;

    Univ Calif Los Angeles Dept Microbiol Immunol & Mol Genet Los Angeles CA 90095 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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