Führer, Frank

Control of lipopolysaccharide biosynthesis in Escherichia coli by the FtsH protease

Kontrolle der Lipopolysaccharid-Biosynthese in Escherichia coli durch die FtsH Protease

Lipopolysaccharid (LPS) ist der essentielle Hauptbestandteil der äußeren Schicht der äußeren Membran Gram-negativer Bakterien. LpxC ist das Schlüsselenzym in der LPS-Biosynthese, wodurch das Verhältnis der LPS- zur Phospholipid-Menge reguliert wird. Sowohl erhöhte als auch verringerte LpxC-Mengen sind schädlich für E. coli. FtsH ist die einzige essentielle ATP-abhängige Protease, da FtsH die LpxC-Menge kontrolliert. Der C-Terminus des LpxC Proteins aus E. coli ist vermutlich ungefaltet und trägt eine Degradationssignal aus sechs unpolaren innerhalb der C-terminalen elf Aminosäuren (-LAFKAPSAVLA). Das Degradationssignal wird generell von verschiedenen Proteasen erkannt, vermittelt aber keine Spezifität zu FtsH. Diese scheint durch den N-Terminus von LpxC bestimmt zu werden. Zusätzlich zum Degradationssignal wird eine Länge des C-Terminus von etwa zwanzig Aminosäuren benötigt für den FtsH- abhängigen Abbau von LpxC.

Lipopolysaccharide (LPS) is the major and essential component of the outer leaflet of the outer membrane in Gram-negative bacteria. LpxC is the key enzyme in LPS biosynthesis, controlling the ratio between LPS and phospholipids. Both, accumulation and depletion of LpxC are harmful to E. coli. FtsH is the only essential ATP-dependent protease in E. coli because it controls the cellular LpxC level. The C-terminus of E. coli LpxC is thought to be unfolded and contains a degradation signal of six nonpolar amino acids within the eleven C-terminal (-LAFKAPSAVLA).The LpxC C-terminus is a general degradation-tag that mediates proteolysis by various proteases but alone does not confer specificity to the FtsH protease. A second region within the N-terminus of LpxC was proposed to commit FtsH-specific degradation. In addition to the sequence requirements, a critical length of the C-terminal tail of about 20 amino acids is necessary for FtsH- dependent degradation.

The C-terminal end of LpxC is required for degradation by the FtsH protease / Führer, F., Langklotz, S. and Narberhaus, F.
In: Molecular microbiology, Bd. 59.2006, S. 1025 - 1036

Sequence and length recognition of the C-terminal turnover elements of LpxC, a soluble substrate of the membrane-bound FtsH protease / Führer, F. [u.a.]
In: Journal of molecular biology, Bd. 372.2007, S. 485 - 496