FtsA - FtsA

Proteína de divisão celular FtsA
Células de E. coli que produzem FtsA-GFP, que se localiza no local de divisão celular.
Identificadores
Organismo	Escherichia coli (cepa K12)
Símbolo	FtsA
Entrez	944778
RefSeq (Prot)	NP_414636.1
UniProt	P0ABH0
Outros dados
Cromossoma	Genoma: 0,1 - 0,11 Mb
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FtsA é uma proteína bacteriana que está relacionada à actina por semelhança estrutural geral e em seu bolso de ligação de ATP.

Junto com outros homólogos de actina bacteriana , como MreB , ParM e MamK, essas proteínas sugerem que a actina eucariótica tem uma ancestralidade comum. Como as outras actinas bacterianas, a FtsA se liga ao ATP e pode formar filamentos semelhantes à actina. A interface FtsA-FtsA foi definida por análises estruturais e também genéticas. Embora presente em muitas espécies Gram-positivas e Gram-negativas , FtsA está ausente em actinobactérias e cianobactérias . FtsA também é estruturalmente semelhante ao PilM, um pilus ATPase tipo IV .

Função

O FtsA é necessário para a citocinese adequada em bactérias como Escherichia coli , Caulobacter crescentus e Bacillus subtilis . Originalmente isolado em uma tela para células de E. coli que podiam se dividir a 30˚C, mas não a 40˚C, FtsA significa " t emperatura f ilamentosa s ensitiva A ". Muitos alelos termossensíveis de E. coli ftsA existem, e todos são mapeados dentro ou perto da bolsa de ligação de ATP. Supressores que restauram o mapa de função normal para o bolso de ligação ou para a interface FtsA-FtsA.

FtsA localiza-se no anel citocinético formado por FtsZ (anel Z). Uma das funções do FtsA na citocinese é amarrar os polímeros FtsZ à membrana citoplasmática por meio de uma hélice anfipática C-terminal conservada, formando um "anel A" no processo. Outra proteína de divisão essencial, ZipA, também amarra o anel Z à membrana e exibe função de sobreposição com FtsA. FtsZ, FtsA e ZipA juntos são chamados de proto-anel porque estão envolvidos em uma fase inicial específica da citocinese. A remoção desta hélice resulta na formação de feixes de polímero muito longos e estáveis ​​de FtsA na célula que não funcionam na citocinese. Outro subdomínio de FtsA (2B) é necessário para interações com FtsZ, por meio do terminal C conservado de FtsZ. Outros reguladores FtsZ, incluindo MinC e ZipA, se ligam ao mesmo terminal C de FtsZ. Finalmente, o subdomínio 1C, que está em uma posição única em relação ao MreB e à actina, é necessário para FtsA recrutar proteínas de divisão celular a jusante, como FtsN.

Embora FtsA seja essencial para a viabilidade em E. coli , pode ser excluído em B. subtilis . As células de B. subtilis sem FtsA se dividem mal, mas ainda sobrevivem. Outra proteína que interage com FtsZ, SepF (originalmente denominada YlmF; O31728 ), é capaz de substituir FtsA em B. subtilis , sugerindo que SepF e FtsA têm funções sobrepostas.

Um alelo de FtsA chamado FtsA * (R286W) é capaz de contornar o requisito normal de ZipA na citocinese de E. coli . O FtsA * também faz com que as células se dividam em um comprimento celular menor do que o normal, sugerindo que o FtsA pode normalmente receber sinais da maquinaria de síntese do septo para regular quando a citocinese pode prosseguir. Outros alelos semelhantes a FtsA * foram encontrados, e eles diminuem principalmente as interações FtsA-FtsA. O estado oligomérico de FtsA é provavelmente importante para regular sua atividade, sua capacidade de recrutar as proteínas de divisão celular posteriores e sua capacidade de ligar ATP. Outras proteínas de divisão celular de E. coli , incluindo FtsN e os homólogos do transportador ABC FtsEX, parecem regular a constrição do septo por sinalização através de FtsA, e o subcomplexo FtsQLB também está envolvido na promoção da constrição do septo mediada por FtsN.

FtsA liga-se diretamente ao domínio C-terminal conservado de FtsZ. Esta interação FtsA-FtsZ está provavelmente envolvida na regulação da dinâmica do polímero FtsZ. In vitro, E. coli FtsA desmonta polímeros FtsZ na presença de ATP, tanto em solução, como FtsA *, quanto em bicamadas lipídicas suportadas. A própria E. coli FtsA não se agrupa em estruturas detectáveis, exceto quando em membranas, onde forma minirings dodecaméricos que geralmente se agrupam em aglomerados e se ligam a protofilamentos FtsZ únicos. Em contraste, o FtsA * forma arcos nas membranas lipídicas, mas raramente fecha minirings, apoiando a evidência genética de que este mutante tem uma interface FtsA-FtsA mais fraca. Quando ligados à membrana, os mutantes do tipo FtsA * também aumentam as interações laterais próximas entre os protofilamentos FtsZ, em contraste com o FtsA, que mantém os protofilamentos FtsZ separados. Como o agrupamento de protofilamento FtsZ pode ser importante para promover a formação do septo, uma mudança de uma conformação semelhante a FtsA para uma semelhante a FtsA * durante a progressão do ciclo celular pode servir para ativar as enzimas de síntese do septo (FtsWI), bem como condensar os polímeros FtsZ, configurando um ciclo de feedback positivo.

Embora E. coli FtsA tenha sido o mais extensamente estudado, mais está se tornando conhecido sobre as proteínas FtsA de outras espécies. FtsA de Streptococcus pneumoniae forma filamentos helicoidais na presença de ATP, mas nenhuma interação com FtsZ in vitro foi relatada ainda. FtsA colocaliza com FtsZ em S. pneumoniae , mas também é necessário para a localização do anel FtsZ, em contraste com E. coli onde os anéis FtsZ permanecem localizados após a inativação de FtsA. FtsA de Staphylococcus aureus forma filamentos semelhantes aos da actina semelhantes aos de FtsA de Thermotoga maritima . Além disso, S. aureus FtsA aumenta a atividade GTPase de FtsZ. Em um sistema de lipossomas, o FtsA * estimula o FtsZ a formar anéis que podem dividir os lipossomas, mimetizando a citocinese in vitro.

Estrutura

A estrutura cristalina do FtsA é conhecida. Comparado ao MreB e à actina eucariótica, os subdomínios são reorganizados e o domínio 1B é trocado pela inserção SHS2 "1C".

Referências