Структуры жгутика с оболочкой раскрывают механизмы сборки и вращения у Vibrio cholerae

Подвижность обеспечивает сложный жизненный цикл и инфекционный потенциал Vibrio cholerae и обусловлена вращением единственного полярного жгутика. Жгутиковая нить состоит из четырёх белков-флагеллинов (FlaA–D) и покрыта мембранной оболочкой, непрерывной с наружной мембраной. Сочетая криоэлектронную микроскопию интактных бактерий in situ с одночастичным анализом, флуоресцентной микроскопией и молекулярной генетикой, мы определили структуры жгутиковой нити с оболочкой с разрешением 2,92–3,43 Å. Полученные данные выявили пространственное расположение FlaA–D и показали, что FlaA локализуется на полюсе клетки и служит матрицей для сборки нити с участием нескольких флагеллинов. В отличие от жгутиковых нитей без оболочки, нить V. cholerae с оболочкой имеет высококонсервативное ядро, но гладкую гидрофильную поверхность, прилежащую к мембранной оболочке. Незначительное конформационное изменение на уровне отдельного флагеллина приводит к образованию сверхспиральной нити и изогнутой мембранной оболочки, что поддерживает модель, согласно которой нить вращается независимо от оболочки и тем самым обеспечивает характерную подвижность V. cholerae.