Abstract Pseudomonas aeruginosa is a severe threat to immunocompromised patients due to its numerous virulence factors and multiresistance against antibiotics. This bacterium produces and secretes various toxins with hydrolytic activities including phospholipases A, C and D. However, the function of intracellular phospholipases for bacterial virulence has still not been established. Here we demonstrate that the hypothetical gene pa2927 of P. aeruginosa encodes a novel phospholipase B named PaPlaB. PaPlaB isolated from detergent-solubilized membranes of E. coli rapidly degraded various GPLs including endogenous GPLs isolated from P. aeruginosa cells. Cellular localization studies suggest that PaPlaB is peripherally bound to the inner and outer membrane of E. coli , yet the active form was predominantly associated with the cytoplasmic membrane. In vitro activity of purified and detergent-stabilized PaPlaB increases at lower protein concentrations. The size distribution profile of PaPlaB oligomers revealed that decreasing protein concentration triggers oligomer dissociation. These results indicate that homooligomerisation regulates PaPlaB activity by a yet unknown mechanism, which might be required for preventing bacteria from self-disrupting the membrane. We demonstrated that PaPlaB is an important determinant of the biofilm lifestyle of P. aeruginosa , as shown by biofilm quantification assay and confocal laser scanning microscopic analysis of biofilm architecture. This novel intracellular phospholipase B with a putative virulence role contributes to our understanding of membrane GPL degrading enzymes and may provide a target for new therapeutics against P. aeruginosa biofilms.

Abstract Protein secretion is indispensable for essential cellular processes in eukaryotic cells, contributing significantly to nutrient acquisition, defense or communication. Alternative pathways bypassing the endomembrane system collectively referred to as unconventional secretion are gaining increasing attention. A number of important molecules such as cytokines, fibroblast growth factor or viral proteins are being exported through these mechanistically diverse pathways. In the fungal model Ustilago maydis , cytokinesis-dependent unconventional secretion mediates export of the chitinase Cts1 via the fragmentation zone. This membrane-rich compartment is formed during cytokinesis between mother and daughter cells. Recently, we identified Jps1, a previously uncharacterized protein, as a crucial factor for Cts1 localization and export. Combining biochemical experiments and in vivo studies, we here uncover two pivotal features of Jps1: phosphoinositide (PIP) binding and dimerization. Our findings reveal that Jps1 does not harbor a canonical PIP-binding domain but instead specifically binds to PI(4,5)P2, likely via basic residues. A conserved structural core domain of Jps1 mediates dimerization, while the flexible variable regions suggest potential diversification in different basidiomycetous species. The accumulation of Jps1 in the fragmentation zone, facilitated by its PIP affinity, provides a direct membrane recognition mechanism. This discovery sheds light on a previously unknown key feature of Jps1, elucidating its role in supporting Cts1 secretion, and representing a crucial step towards understanding the broader implications of unconventional secretion in eukaryotic cells.

Abstract The translocon SecYEG forms the primary protein-conducting channel in the cytoplasmic membrane of bacteria, and the associated ATPase SecA provides the energy for the transport of secretory and cell envelope protein precursors. The translocation requires negative charge at the lipid membrane surface, but its dependence on the properties of the membrane hydrophobic core is not known. Here, we demonstrate that SecA:SecYEG-mediated protein transport is immensely stimulated by unsaturated fatty acids (UFAs). Furthermore, UFA-rich tetraoleoyl-cardiolipin, but not bis(palmitoyloleoyl)-cardiolipin, facilitate the translocation via the monomeric translocon. Biophysical analysis and molecular dynamics simulations show that UFAs determine the loosely packed membrane interface, where the N-terminal amphipathic helix of SecA docks. While UFAs do not affect the translocon folding, they promote SecA binding to the membrane, and the effect is enhanced manifold at elevated ionic strength. Tight SecA:lipid interactions convert into the augmented translocation. As bacterial cells actively change their membrane composition in response to their habitat, the modulation of SecA:SecYEG activity via the fatty acids may be crucial for protein secretion over a broad range of environmental conditions.