Contributors: Laboratoire d'ingénierie des systèmes macromoléculaires (LISM); Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Institut Européen de Chimie et Biologie (IECB); Université de Bordeaux (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Spectrométrie de Masse pour la Biologie – Mass Spectrometry for Biology (UTechS MSBio); Institut Pasteur [Paris] (IP)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité); This work was funded by the Center National de la Recherche Scientifique, the Aix-Marseille Université, the Bordeaux Univ., the Institut Pasteur and by grants from the Agence Nationale de la Recherche (ANR-17-CE11-0039, ANR-20-CE11-0017), the Fondation pour la Recherche Médicale (FRM, DEQ20180339165), and the Fondation Bettencourt Schueller to EC. DJ was supported by a FRM post-doctoral fellowship (SPF201809007142). This work has benefitted from the facilities and expertize of the Biophysical and Structural Chemistry Platform (BPCS) at IECB.; ANR-17-CE11-0039,T6-PLATFORM,Une approche multidisciplinaire et intégrative pour comprendre l'assemblage, la structure et la dynamique d'une plateforme de queue contractile(2017); ANR-20-CE11-0017,FullContact,Une approche multidisciplinaire pour comprendre la structure et la dynamique du système de sécrétion de type VI(2020); CASCALES, ERIC; Une approche multidisciplinaire et intégrative pour comprendre l'assemblage, la structure et la dynamique d'une plateforme de queue contractile - - T6-PLATFORM2017 - ANR-17-CE11-0039 - AAPG2017 - VALID; Une approche multidisciplinaire pour comprendre la structure et la dynamique du système de sécrétion de type VI - - FullContact2020 - ANR-20-CE11-0017 - AAPG2020 - VALID; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Aix Marseille Université (AMU); Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM); Institut Pasteur [Paris]
نبذة مختصرة : Bacteria have evolved toxins to outcompete other bacteria or to hijack host cell pathways. One broad family of bacterial polymorphic toxins gathers multidomain proteins with a modular organization, comprising a C-terminal toxin domain fused to a N-terminal domain that adapts to the delivery apparatus. Polymorphic toxins include bacteriocins, contact-dependent growth inhibition systems, and specialized Hcp, VgrG, PAAR or Rhs Type VI secretion (T6SS) components. We recently described and characterized Tre23, a toxin domain fused to a T6SS-associated Rhs protein in Photorhabdus laumondii, Rhs1. Here, we show that Rhs1 forms a complex with the T6SS spike protein VgrG and the EagR chaperone. Using truncation derivatives and cross-linking mass spectrometry, we demonstrate that VgrG-EagR-Rhs1 complex formation requires the VgrG C-terminal β-helix and the Rhs1 N-terminal region. We then report the cryo-electron-microscopy structure of the Rhs1-EagR complex, demonstrating that the Rhs1 central region forms a β-barrel cage-like structure that encapsulates the C-terminal toxin domain, and provide evidence for processing of the Rhs1 protein through aspartyl autoproteolysis. We propose a model for Rhs1 loading on the T6SS, transport and delivery into the target cell.
Rearrangement hot spots (Rhs) proteins are bacterial polymorphic toxin systems. Here, the authors show that Rhs1 forms a complex with the Type VI secretion system (T6SS) spike protein VgrG and the EagR chaperone. They also present the cryo-EM structure of the Rhs1-EagR complex and propose a model for Rhs loading and delivery by the T6SS.
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