牙龈卟啉单胞菌FtsZ的C末端和N末端氨基酸残基缺失对其GTPase活性的影响

目的:探讨牙龈卟啉单胞菌(Pg)丝状温度敏感蛋白质(FtsZ)的C末端和N末端氨基酸残基缺失对其GTPase活性的影响,阐明PgFtsZ GTPase的功能区域,为牙周病的防治提供实验依据。方法:将质粒pEZ1(Wt PgFtsZ,含野生型PgFtsZ的基因)、pYW1(ZΔC01,从PgFtsZ的C末端去除73个氨基酸残基的变异型)、pYW2(ZΔC02,从PgFtsZ的C末端去除128个氨基酸残基的变异型)、pYWN1(ZΔN01,从PgFtsZ的N末端去除43个氨基酸残基的变异型)和pYWN2(ZΔN02,从PgFtsZ的N末端去除205个氨基酸残基的变异型)分别导入E.coli BL21(DE3)pLysS中表达目的蛋白,然后分离和纯化WtPgFtsZ、ZΔC01、ZΔC02、ZΔN01和ZΔN02,将pET3a载体导入E.coli BL21(DE3)pLysS中作为空白对照。采用Malachite green assay法检测Wt PgFtsZ、ZΔC01、ZΔC02、ZΔN01和ZΔN02的GTPase活性,沉淀法检测体外聚合功能,光学显微镜下观察Wt PgFtsZ和各种变异型PgFtsZs过表达时E.coli细胞形态变化。结果:除ZΔN01外,ZΔC01、ZΔC02和ZΔN02的GTPase的活性值均较Wt PgFtsZ降低(P<0.05),10mmol·L-1 CaCl2可使Wt PgFtsZ和各种变异型PgFtsZs的活性下降(P<0.05);除ZΔN02以外,10mmol·L-1 CaCl2均可诱导Wt PgFtsZ、ZΔC01、ZΔC02和ZΔN01的体外聚合反应。Wt PgFtsZ、ZΔC01和ZΔC02在E.coli细胞中过表达时,细胞呈细长丝状,与仅含有pET3a载体作为空白对照的E.coli相比细胞明显变长;ZΔN01和ZΔN02在E.coli中过表达时,E.coli细胞形态与仅含有pET3a载体作为空白对照的E.coli细胞形态相似。结论:PgFtsZ N末端的ZΔN01和ZΔN02之间的162个氨基酸残基及C末端的128个氨基酸残基与PgFtsZ的GTPase活性有关,二价阳离子Ca2+能抑制PgFtsZ的GTPase活性,促进其体外聚合的功能。