구리(Cu), 아연, 니켈과 같은 금속은 이중성을 가지며, 이를 활용하면서도 독성을 방지하기 위해 세포 내 항상성이 철저히 규제되어야 한다. 박테리아에서 금속 항상성은 내막(IM) P형 ATPase와 ABC 수송체, 봉투를 가로지르는 삼자 방출 펌프, 외막(OM)의 구멍 형성 단백질을 포함한다. 40년 전, 외막 β-배럴 단백질 PcoB는 구리 보충제를 섭취한 돼지의 장에서 분리된 대장균 균주에서 Cu 저항성을 추가 계층으로 제공하는 것으로 나타났다. 흥미로운 점은 대부분의 PcoB 유사체들은 히스티딘(His) 및 메티오닌(Met) 잔류물이 풍부하게 포함된 보존되지 않은 무질서한 N-말단 도메인(NTD)을 갖고 있어, 이는 구리보호 단백질에서 Cu 협조화와 관련된다. 이는 PcoB 매개 구리 방출에서 NTD의 잠재적 역할을 시사한다. 이전에 우리는 자유 생활 박테리아인 칼로박터 비브리오이데스가 주로 PcoB에 의존하여 Cu 항상성을 유지한다는 것을 입증했다. 여기에서 우리는 C. 비브리오이데스 PcoB의 NTD가 PcoB의 기능 및 안정성에 중요하며 보존되지 않은 E. coli PcoB NTD와의 교체 및 상당한 절단을 허용하는 것을 보여준다. 예기치 않게 예측된 신호 펩타이드(SP)는 불필요했으며, 이는 전통적인 단백질 전위 기전을 도전했다. 게다가, PcoB NTD는 같은 오페론 내에 인코딩되는 과립막 다구리 산화효소 PcoA를 안정화하는 예상치 못한 역할을 하며, 이는 본질적으로 무질서한 영역(IDR)의 새로운 역할을 강조했다.
Key Points
- PcoB의 무질서한 N-말단 도메인(NTD)은 Cu 방출 및 단백질 안정성에 중요한 역할을 하며, 이 부분의 유사체 교환 및 절단도 허용된다.
- PcoB의 NTD는 E. coli 세균의 예측된 신호 펩타이드를 대체 가능하며, 이는 전통적인 단백질 전위 기전을 도전한다.
- PcoB NTD는 PcoB와 동일 오페론의 PcoA의 안정화에도 중요한 역할을 한다는 사실이 발견되어, 본질적으로 무질서한 영역(IDR)의 새로운 생물학적 기능을 강조하였다.