复杂的双组分系统 CdgKA-CdgSH 精细调控蓝细菌中的 c-di-GMP 稳态

第二信使 c-di-GMP 在调控蓝藻 Anabaena sp. PCC 7120 的细胞大小和生长过程中发挥着关键作用。尽管该菌中的全部16种 c-di-GMP 代谢酶及其主要受体 CdgR 均已被鉴定，但代谢酶的活性如何受到调控以维持 c-di-GMP 稳态，仍在很大程度上尚未得到阐明。在本研究中，我们基于 c-di-GMP 缺陷突变体采用抑制子筛选策略，鉴定出 All0729（CdgKA）是一种协调调控 c-di-GMP 稳态和细胞大小的调节因子。遗传学和定量分析表明，CdgKA 位于已报道的主要 c-di-GMP 水解酶 All2306（CdgSHA）的上游，并调节后者的活性。在 c-di-GMP 合成突变体中，c-di-GMP 水平降低且细胞大小减小；而在这些突变体背景下使 cdgKA 或 cdgSHA 失活，则可恢复 c-di-GMP 水平和细胞大小。我们提出，CdgKA 和 CdgSHA 构成一个复杂的双组分系统，其中 CdgSHA 的磷酸化增强了其降解 c-di-GMP 的活性。此前鉴定的由 CdgK-CdgS 组成的双组分系统调控 c-di-GMP 的合成，而 CdgKA-CdgSHA 系统则控制其降解。二者共同构成一个双重双组分系统网络，能够精确调节 c-di-GMP 水平和细胞大小，从而在蓝藻中建立起双组分信号传导与第二信使稳态之间的调控联系。

第二信使 c-di-GMP 在调控蓝细菌 Anabaena sp. PCC 7120 的细胞大小和生长过程中发挥着关键作用。尽管目前已鉴定出全部16种 c-di-GMP 代谢酶以及主要受体 CdgR，但代谢酶活性如何受到调控以维持 c-di-GMP 稳态，仍在很大程度上尚未得到探索。在本研究中，我们采用基于 c-di-GMP 缺陷突变体的抑制子筛选方法，鉴定出 All0729（CdgKA）是协调 c-di-GMP 稳态与细胞大小调控的调节因子。遗传学和定量分析表明，CdgKA 位于已报道的主要 c-di-GMP 水解酶 All2306（CdgSHA）的上游，并调节后者的活性。在 c-di-GMP 合成突变体中，c-di-GMP 水平降低且细胞大小减小；而在这些突变体背景下使 cdgKA 或 cdgSHA 失活，则可恢复 c-di-GMP 水平和细胞大小。我们提出，CdgKA 与 CdgSHA 构成一个复杂的双组分系统，其中 CdgSHA 的磷酸化能够增强其降解 c-di-GMP 的活性。此前鉴定的由 CdgK-CdgS 组成的双组分系统调控 c-di-GMP 的合成，而 CdgKA-CdgSHA 系统则控制其降解。二者共同构成一个双重双组分系统网络，能够精确调节 c-di-GMP 水平和细胞大小，从而在蓝细菌中建立起双组分信号转导与第二信使稳态之间的调控联系。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.11.750938v1?rss=1

🏷️ c-di-GMP稳态 双组分系统 蓝细菌 细胞大小调控 信号传导 磷酸化调控