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通过相互关联的磷酸化和第二信使网络调节细胞周期和细胞分化的协调性。

Regulatory cohesion of cell cycle and cell differentiation through interlinked phosphorylation and second messenger networks.

机构信息

Biozentrum of the University of Basel, Klingelbergstrasse 50, CH-4054 Basel, Switzerland.

出版信息

Mol Cell. 2011 Aug 19;43(4):550-60. doi: 10.1016/j.molcel.2011.07.018.

DOI:10.1016/j.molcel.2011.07.018
PMID:21855795
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3298681/
Abstract

In Caulobacter crescentus, phosphorylation of key regulators is coordinated with the second messenger cyclic di-GMP to drive cell-cycle progression and differentiation. The diguanylate cyclase PleD directs pole morphogenesis, while the c-di-GMP effector PopA initiates degradation of the replication inhibitor CtrA by the AAA+ protease ClpXP to license S phase entry. Here, we establish a direct link between PleD and PopA reliant on the phosphodiesterase PdeA and the diguanylate cyclase DgcB. PdeA antagonizes DgcB activity until the G1-S transition, when PdeA is degraded by the ClpXP protease. The unopposed DgcB activity, together with PleD activation, upshifts c-di-GMP to drive PopA-dependent CtrA degradation and S phase entry. PdeA degradation requires CpdR, a response regulator that delivers PdeA to the ClpXP protease in a phosphorylation-dependent manner. Thus, CpdR serves as a crucial link between phosphorylation pathways and c-di-GMP metabolism to mediate protein degradation events that irreversibly and coordinately drive bacterial cell-cycle progression and development.

摘要

在新月柄杆菌中,关键调控蛋白的磷酸化与第二信使环二鸟苷酸(c-di-GMP)协同作用,驱动细胞周期的进行和分化。双鸟苷酸环化酶 PleD 指导菌毛的形态发生,而 c-di-GMP 效应物 PopA 通过 AAA+蛋白酶 ClpXP 引发复制抑制剂 CtrA 的降解,以启动 S 期进入。在这里,我们建立了 PleD 和 PopA 之间的直接联系,这依赖于磷酸二酯酶 PdeA 和双鸟苷酸环化酶 DgcB。PdeA 拮抗 DgcB 的活性,直到 G1-S 转换期,此时 PdeA 被 ClpXP 蛋白酶降解。无拮抗的 DgcB 活性,加上 PleD 的激活,使 c-di-GMP 升高,从而驱动 PopA 依赖性的 CtrA 降解和 S 期进入。PdeA 的降解需要 CpdR,这是一种响应调节因子,它以依赖于磷酸化的方式将 PdeA 递送给 ClpXP 蛋白酶。因此,CpdR 是磷酸化途径和 c-di-GMP 代谢之间的关键联系,介导不可逆和协调的蛋白质降解事件,从而推动细菌细胞周期的进行和发育。

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