Institut für Biologie-Mikrobiologie, Freie Universität Berlin, Berlin, Germany.
EMBO J. 2013 Jul 17;32(14):2001-14. doi: 10.1038/emboj.2013.120. Epub 2013 May 24.
C-di-GMP-which is produced by diguanylate cyclases (DGC) and degraded by specific phosphodiesterases (PDEs)-is a ubiquitous second messenger in bacterial biofilm formation. In Escherichia coli, several DGCs (YegE, YdaM) and PDEs (YhjH, YciR) and the MerR-like transcription factor MlrA regulate the transcription of csgD, which encodes a biofilm regulator essential for producing amyloid curli fibres of the biofilm matrix. Here, we demonstrate that this system operates as a signalling cascade, in which c-di-GMP controlled by the DGC/PDE pair YegE/YhjH (module I) regulates the activity of the YdaM/YciR pair (module II). Via multiple direct interactions, the two module II proteins form a signalling complex with MlrA. YciR acts as a connector between modules I and II and functions as a trigger enzyme: its direct inhibition of the DGC YdaM is relieved when it binds and degrades c-di-GMP generated by module I. As a consequence, YdaM then generates c-di-GMP and-by direct and specific interaction-activates MlrA to stimulate csgD transcription. Trigger enzymes may represent a general principle in local c-di-GMP signalling.
c-di-GMP-由二鸟苷酸环化酶（DGC）产生并被特定的磷酸二酯酶（PDE）降解-是细菌生物膜形成中普遍存在的第二信使。在大肠杆菌中，几种 DGC（YegE、YdaM）和 PDE（YhjH、YciR）以及类似于 MerR 的转录因子 MlrA 调节 csgD 的转录，csgD 编码生物膜调节剂，对于产生生物膜基质中的淀粉样卷曲纤维是必不可少的。在这里，我们证明该系统作为信号级联起作用，其中由 DGC/PDE 对 YegE/YhjH（模块 I）控制的 c-di-GMP 调节 YdaM/YciR 对（模块 II）的活性。通过多种直接相互作用，两个模块 II 蛋白与 MlrA 形成信号复合物。YciR 作为模块 I 和 II 之间的连接器，作为触发酶发挥作用：当它结合并降解模块 I 产生的 c-di-GMP 时，其对 DGC YdaM 的直接抑制作用被解除。结果，YdaM 随后产生 c-di-GMP 并通过直接和特异性相互作用激活 MlrA 以刺激 csgD 转录。触发酶可能代表局部 c-di-GMP 信号的一般原则。
