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），10 mmol•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，10 mmol?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。