由ATP驱动的细菌肌动蛋白MreB与膜的结合及其聚合过程能够促进局部膜区域的流动化（即膜结构的改变，使其变得更加柔软和可流动）

《Biophysical Journal》：ATP-driven membrane binding and polymerization of bacterial actin MreB promotes local membrane fluidization

　　

Ingrid E. Adriaans | Ana álvarez-Mena | Céline Dinet | Estelle Morvan | Kee Siang Lim | Erick J. Dufourc | Richard Wong | Arnaud Chastanet | Alphée Michelot | Rut Carballido-López | Birgit Habenstein

巴黎萨克雷大学（Université Paris-Saclay）、法国国家农业食品与环境研究院（INRAE）、巴黎农业技术学院（AgroParisTech）、Micalis研究所，法国Jouy-en-Josas 78350

摘要

细菌肌动蛋白同源物MreB在杆状细胞形态的形成中起着关键作用。我们最近发现，来自革兰氏阳性细菌Geobacillus stearothermophilus的MreB（MreB^Gs）在ATP和脂质表面的存在下会聚合成直行的原纤维对。膜与MreB的相互作用被认为是通过静电作用与阴离子脂质介导的，最终的锚定依赖于MreB^Gs单体上两个空间位置相近的疏水结构，这些结构形成了一个可能的膜插入结构域。本文利用荧光各向异性技术测定了ATP和ADP与MreB^Gs的结合特性，并分别通过脂质体结合实验和原子力显微镜（AFM）观察了ATP介导的结合过程及在脂质双层上的纤维形成过程。最后，我们利用固态核磁共振（solid-state NMR）技术在原子水平上可视化了膜与MreB^Gs之间的相互作用。研究结果表明，二价阳离子对于核苷酸的结合是必需的；与真核生物的肌动蛋白不同，MreB^Gs对ATP和ADP的亲和力相似。我们还发现，单体的MreB^Gs可能通过静电作用与膜建立外围接触，而Mg?ATP诱导形成的MreB^Gs纤维能够插入脂质双层，且不会干扰膜的层状结构，同时还会对膜产生显著的局部液化效应。