Hsp90は細菌チューブリンホモログであるFtsZの集合体を制御している

Hsp90 of modulates assembly of FtsZ, the bacterial tubulin homolog.

• Anuradha Balasubramanian
• Monica Markovski
• Joel R Hoskins
• Shannon M Doyle
• Sue Wickner

抄録

ヒートショックプロテイン90（Hsp90）は、ATP依存性のクライアントタンパク質のリモデリングと活性化に関与する高度に保存された分子シャペロンです。Hsp90は、ATPに依存しないプロセスでクライアントを結合し、安定化するタンパク質ホルダーゼとしても機能しています。Hsp90は300以上のクライアントタンパク質をリモデリングし、真核生物の細胞生存に不可欠です。細菌では、Hsp90は非常に豊富なタンパク質ですが、クライアントはほとんど同定されておらず、多くの細菌種では増殖に必須ではありません。私たちは以前、Hsp90が高レベルで発現すると細胞のフィラメントを引き起こすことを示しました。ここで、我々はフィラメントの原因を探り、Hsp90（Hsp90）の潜在的に重要なクライアントであるFtsZを同定した。さらに、Hsp90はFtsZと相互作用し、ATPに依存しない保持反応でFtsZの重合を阻害することを明らかにした。FtsZとHsp90の相互作用は、Hsp90のクライアント結合領域とFtsZのC末端テールにある残基が関与しており、多くの細胞分裂タンパク質や調節因子が相互作用していることがわかった。また、Hsp90遺伝子を欠失した細胞は、野生型細胞よりも高速でFtsZをターンオーバーすることが観察された。さらに、Δ細胞の長さは野生型細胞に比べて減少している。これらの結果は、Hsp90が細胞分裂の調節因子であることを示唆しており、Hsp90のポリペプチド保持機能が生物学的に重要なシャペロン活性である可能性を示唆している。

Heat shock protein 90 (Hsp90) is a highly conserved molecular chaperone involved in ATP-dependent client protein remodeling and activation. It also functions as a protein holdase, binding and stabilizing clients in an ATP-independent process. Hsp90 remodels over 300 client proteins and is essential for cell survival in eukaryotes. In bacteria, Hsp90 is a highly abundant protein, although very few clients have been identified and it is not essential for growth in many bacterial species. We previously demonstrated that in , Hsp90 causes cell filamentation when expressed at high levels. Here, we have explored the cause of filamentation and identified a potentially important client of Hsp90 (Hsp90), FtsZ. We observed that FtsZ, a bacterial tubulin homolog essential for cell division, fails to assemble into FtsZ rings (divisomes) in cells overexpressing Hsp90 Additionally, Hsp90 interacts with FtsZ and inhibits polymerization of FtsZ in vitro, in an ATP-independent holding reaction. The FtsZ-Hsp90 interaction involves residues in the client-binding region of Hsp90 and in the C-terminal tail of FtsZ, where many cell-division proteins and regulators interact. We observed that deleted for the Hsp90 gene turn over FtsZ more rapidly than wild-type cells. Additionally, the length of Δ cells is reduced compared to wild-type cells. Altogether, these results suggest that Hsp90 is a modulator of cell division, and imply that the polypeptide-holding function of Hsp90 may be a biologically important chaperone activity.