RhlA 将脂肪酸合成中的β-羟基酰基-酰基载体蛋白中间体转化为铜绿假单胞菌中鼠李糖脂的β-羟基癸酰基-β-羟基癸酸酯组分。,Journal of Bacteriology

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RhlA 将脂肪酸合成中的β-羟基酰基-酰基载体蛋白中间体转化为铜绿假单胞菌中鼠李糖脂的β-羟基癸酰基-β-羟基癸酸酯组分。
Journal of Bacteriology ( IF 2.7 ) Pub Date : 2008-03-07 , DOI: 10.1128/jb.00080-08
Kun Zhu ₁ , Charles O Rock

Affiliation

铜绿假单胞菌分泌一种鼠李糖脂 (RL) 表面活性剂，其在疏水性营养吸收、蜂群运动和发病机制中起作用。我们表明，RhlA 通过与 II 型脂肪酸合酶 (FASII) 循环的酶竞争β-羟酰基-酰基载体蛋白 (ACP) 途径中间体，为 RL 生物合成提供酰基部分。纯化的 RhlA 从两分子 β-羟基癸酰基-ACP 形成一分子 β-羟基癸酰基-β-羟基癸酸酯，并且是生成 RL 脂质成分所需的唯一酶。RL 中的酰基主要是 β-羟基癸酰基，在体外，RhlA 对 10 碳底物具有更大的亲和力，说明 RhlA 作为分子标尺从 FASII 中选择性地提取 10 碳中间体。消除 P 中的 FabA 或 FabI 活性。铜绿假单胞菌增加了 RL 的产生，说明减慢 FASII 允许 RhlA 更有效地竞争 β-羟基癸酰基-ACP。在大肠杆菌中，当 RhlA 表达时，脂肪酸合成速率增加了 1.3 倍，以确保即使进入 FASII 的碳的 24% 被转移到 RL 合成，也能继续形成用于膜磷脂的脂肪酸。之前的研究已经在 RL 生物合成途径中将一种称为 RhlG 的酮还原酶置于 RhlA 之前。然而，我们的实验表明 RhlG 在 RL 生物合成中没有作用。我们得出结论，RhlA 对于形成 RL 的酰基部分是必要且充分的，并且通过 FASII 的碳通量加速以支持 RL 生产并维持用于磷脂合成的酰基链供应。说明减慢 FASII 允许 RhlA 更有效地竞争 β-羟基癸酰基-ACP。在大肠杆菌中，当 RhlA 表达时，脂肪酸合成率增加了 1.3 倍，以确保即使进入 FASII 的碳的 24% 被转移到 RL 合成，也能继续形成用于膜磷脂的脂肪酸。先前的研究已经在 RL 生物合成途径中将一种称为 RhlG 的酮还原酶置于 RhlA 之前；然而，我们的实验表明 RhlG 在 RL 生物合成中没有作用。我们得出结论，RhlA 对于形成 RL 的酰基部分是必要且充分的，并且通过 FASII 的碳通量加速以支持 RL 生产并维持用于磷脂合成的酰基链供应。说明减慢 FASII 允许 RhlA 更有效地竞争 β-羟基癸酰基-ACP。在大肠杆菌中，当 RhlA 表达时，脂肪酸合成率增加了 1.3 倍，以确保即使进入 FASII 的碳的 24% 被转移到 RL 合成，也能继续形成用于膜磷脂的脂肪酸。先前的研究已经在 RL 生物合成途径中将一种称为 RhlG 的酮还原酶置于 RhlA 之前；然而，我们的实验表明 RhlG 在 RL 生物合成中没有作用。我们得出结论，RhlA 对于形成 RL 的酰基部分是必要且充分的，并且通过 FASII 的碳通量加速以支持 RL 生产并维持用于磷脂合成的酰基链供应。当 RhlA 被表达时，脂肪酸合成的速率增加了 1.3 倍，以确保脂肪酸的持续形成，用于膜磷脂，即使进入 FASII 的碳的 24% 被转移到 RL 合成。先前的研究已经在 RL 生物合成途径中将一种称为 RhlG 的酮还原酶置于 RhlA 之前；然而，我们的实验表明 RhlG 在 RL 生物合成中没有作用。我们得出结论，RhlA 对于形成 RL 的酰基部分是必要且充分的，并且通过 FASII 的碳通量加速以支持 RL 生产并维持用于磷脂合成的酰基链供应。当 RhlA 被表达时，脂肪酸合成的速率增加了 1.3 倍，以确保脂肪酸的持续形成，用于膜磷脂，即使进入 FASII 的碳的 24% 被转移到 RL 合成。先前的研究已经在 RL 生物合成途径中将一种称为 RhlG 的酮还原酶置于 RhlA 之前；然而，我们的实验表明 RhlG 在 RL 生物合成中没有作用。我们得出结论，RhlA 对于形成 RL 的酰基部分是必要且充分的，并且通过 FASII 的碳通量加速以支持 RL 生产并维持用于磷脂合成的酰基链供应。先前的研究已经在 RL 生物合成途径中将一种称为 RhlG 的酮还原酶置于 RhlA 之前；然而，我们的实验表明 RhlG 在 RL 生物合成中没有作用。我们得出结论，RhlA 对于形成 RL 的酰基部分是必要且充分的，并且通过 FASII 的碳通量加速以支持 RL 生产并维持用于磷脂合成的酰基链供应。先前的研究已经在 RL 生物合成途径中将一种称为 RhlG 的酮还原酶置于 RhlA 之前；然而，我们的实验表明 RhlG 在 RL 生物合成中没有作用。我们得出结论，RhlA 对于形成 RL 的酰基部分是必要且充分的，并且通过 FASII 的碳通量加速以支持 RL 生产并维持用于磷脂合成的酰基链供应。

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RhlA converts beta-hydroxyacyl-acyl carrier protein intermediates in fatty acid synthesis to the beta-hydroxydecanoyl-beta-hydroxydecanoate component of rhamnolipids in Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa secretes a rhamnolipid (RL) surfactant that functions in hydrophobic nutrient uptake, swarming motility, and pathogenesis. We show that RhlA supplies the acyl moieties for RL biosynthesis by competing with the enzymes of the type II fatty acid synthase (FASII) cycle for the beta-hydroxyacyl-acyl carrier protein (ACP) pathway intermediates. Purified RhlA forms one molecule of beta-hydroxydecanoyl-beta-hydroxydecanoate from two molecules of beta-hydroxydecanoyl-ACP and is the only enzyme required to generate the lipid component of RL. The acyl groups in RL are primarily beta-hydroxydecanoyl, and in vitro, RhlA has a greater affinity for 10-carbon substrates, illustrating that RhlA functions as a molecular ruler that selectively extracts 10-carbon intermediates from FASII. Eliminating either FabA or FabI activity in P. aeruginosa increases RL production, illustrating that slowing down FASII allows RhlA to more-effectively compete for beta-hydroxydecanoyl-ACP. In Escherichia coli, the rate of fatty acid synthesis increases 1.3-fold when RhlA is expressed, to ensure the continued formation of fatty acids destined for membrane phospholipid even though 24% of the carbon entering FASII is diverted to RL synthesis. Previous studies have placed a ketoreductase, called RhlG, before RhlA in the RL biosynthetic pathway; however, our experiments show that RhlG has no role in RL biosynthesis. We conclude that RhlA is necessary and sufficient to form the acyl moiety of RL and that the flux of carbon through FASII accelerates to support RL production and maintain a supply of acyl chains for phospholipid synthesis.

更新日期：2019-11-01

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