Доставка белков из клетки во внешнюю среду — сложная задача для грамотрицательных бактерий, которые окружены не только внутренней мембраной, но и барьером внешней мембраны для защиты от неблагоприятных условий окружающей среды. Однако бактерии могут преодолеть этот дополнительный барьер, вставляя специальные транспортные белки в защитную внешнюю мембрану.
В совместном проекте Майер и Хиллер, оба профессора структурной биологии в Biozentrum Базельского университета, рассказывают о механизме этого ключевого процесса.Структура сборочного белка TamA объясняет его функцию.Важным вариантом для направления белковых доменов через внешнюю мембрану являются так называемые аутотранспортеры.
Эти мембранные белки образуют бочкообразную структуру с центральной порой, но они не могут автономно транспортировать свой «пассажирский домен» через внешнюю мембрану. Специфические сборочные белки необходимы для сворачивания и интеграции аутотранспортеров во внешнюю мембрану. С помощью рентгеновской кристаллографии авторы исследования расшифровали атомную структуру белка сборки аутотранспортера TamA кишечной бактерии Escherichia Coli.«Белок TamA», — объясняет Фабиан Грусс, первый автор и получатель стипендии Вернера-Сименса, «также образует цилиндр с порой.
Пора закрыта снаружи крышкой, но изгиб стенки цилиндра обеспечивает ворота для автотранспорта субстратов ». Когда доставляется развернутый аутотранспортер, TamA цепляется за один конец полипептидной цепи субстрата и интегрирует его шаг за шагом через ворота в свою собственную цилиндрическую структуру. Таким образом, ствол TamA расширяется; поры расширяются и открываются, так что пассажирские субстраты выходят наружу.
Процесс сборки заканчивается, когда TamA выпускает автотранспортер в окружающую мембрану. «Механизм введения аутотранспортера ранее был совершенно загадочным — впервые, зная структуру TamA, теперь мы можем представить себе, как могут функционировать сборка и перемещение».Процесс сборки важен для инфекций
Многие патогены, такие как диарея, вызывающая иерсинию, сальмонеллу или возбудитель холеры, принадлежат к группе грамотрицательных бактерий. С помощью аутотранспортера они выделяют токсины или адгезивные белки, чтобы инфицировать свои клетки-хозяева.
В своем исследовании Майер и Хиллер предоставляют совершенно новые данные о внедрении в мембраны автотранспортеров, а также о перемещении их груза.
