Помимо устойчивости к антибиотикам: интегративные конъюгативные элементы семейства SXT/R391, кодирующие новые дигуанилатциклазы, участвуют в передаче сигналов c-di-GMP у Vibrio cholerae

У Vibrio cholerae вторичный мессенджер бис-(3′-5′)-циклический димерный гуанозинмонофосфат (c-di-GMP) усиливает продукцию экзополисахаридов и формирование биоплёнки, а также снижает вирулентность и подвижность. Поэтому c-di-GMP рассматривается как важный фактор перехода от существования в организме хозяина к персистенции в окружающей среде. Уровень c-di-GMP регулируется сложной сетью, включающей более 60 хромосомных генов, кодирующих предполагаемые дигуанилатциклазы (DGC) и фосфодиэстеразы. В настоящей работе охарактеризованы две дополнительные DGC — DgcK и DgcL, кодируемые интегративными конъюгативными элементами (ICE) семейства SXT/R391. ICE SXT/R391 представляют собой самопередающиеся мобильные элементы, широко распространённые среди вибрионов и ряда видов энтеробактерий. Мы установили, что делеция dgcL повышает подвижность V. cholerae; сверхэкспрессия DgcK или DgcL изменяет экспрессию генов, формирование биоплёнки и подвижность бактерий; а замена одной аминокислоты в активном центре любой из этих ферментов устраняет указанные фенотипы. Кроме того, показано, что DgcK и DgcL способны синтезировать c-di-GMP in vitro из GTP. Было установлено, что DgcK совместно очищается с нековалентно связанным флавинмононуклеотидом (FMN). Ферментативная активность DgcL возрастала после фосфорилирования его фосфорилируемого домена регулятора ответа, что указывает на принадлежность DgcL к двухкомпонентной системе передачи сигналов. Интересно, что ортологи dgcK и dgcL обнаружены в нескольких ICE SXT/R391 двух видов Vibrio, происходящих из Азии, Африки и Центральной Америки. Мы предполагаем, что ICE SXT/R391, несущие dgcKL, помимо обеспечения обычной устойчивости к антибиотикам, могут повышать выживаемость вибрионов в водной среде за счёт увеличения уровня c-di-GMP.