Малый белок, большое влияние: понимание того, как бактерии стабилизируют ключевой комплекс внешней мембраны

от

Грамотрицательные бактерии представляют серьёзную угрозу для глобального здравоохранения из-за их высокой устойчивости к антибиотикам по сравнению с грамположительными бактериями. Их защитные возможности обусловлены внешней мембраной (ВМ), которая действует как селективный барьер против вредных соединений.

ВМ — это не просто статический щит, а динамическая структура, критически важная для выживания и вирулентности бактерий. Поэтому понимание того, как ВМ формируется и поддерживается, имеет решающее значение в нашей борьбе с устойчивыми к лекарствам инфекциями.

Для создания такого эффективного защитного слоя бактерии полагаются на специализированный молекулярный механизм. Система транспорта липополисахаридов (Lpt) является ключевым игроком в этом процессе, поскольку она интегрирует функциональные комплексы липополисахаридов во внешнюю мембрану. Хотя некоторые компоненты этого пути транспортировки, такие как комплекс LptDE, как известно, необходимы для выживания бактерий, точные механизмы, управляющие их сборкой и созреванием, остаются неясными.

Группа исследователей под руководством доцента Рёдзи Миядзаки из Института науки и технологий Нара (NAIST), Япония, сделала важное открытие, способствующее лучшему пониманию этих процессов.

Их исследование, [опубликованное](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2211124725007843) в журнале Cell Reports, раскрывает критическую роль небольшого белка под названием LptM в созревании и стабилизации LptD, который вместе с LptE образует комплекс LptDE. Исследование было выполнено в соавторстве с Май Киммото, доктором Хидэтакой Кохга и профессором Томоя Цуказаки из NAIST.

Команда использовала комбинацию передовых методов, чтобы пролить свет на функцию LptM. Они исследовали точное время различных событий во время созревания LptD, продемонстрировав, что LptM действует на более позднем этапе, влияя на уже свернутые промежуточные соединения LptD.

Благодаря всестороннему мутационному анализу они определили короткий участок LptM, состоящий менее чем из десяти [аминокислотных остатков](https://phys.org/tags/amino+acid+residues/), как необходимый для его функции. Затем исследователи использовали [криоэлектронную микроскопию](https://phys.org/tags/cryo-electron+microscopy/), чтобы получить структуру комплекса Escherichia coli LptDEM с высоким разрешением.

Этот анализ в сочетании с биохимическими экспериментами предоставил беспрецедентный молекулярный взгляд на то, как LptM напрямую взаимодействует с комплексом LptDE и стабилизирует его.

Результаты показали, что LptM располагается на критической границе внутри LptD, что предполагает его роль в точной настройке структуры этого белка для Lpt. Это углублённое понимание процесса сборки LptDE имеет значительные последствия для будущих терапевтических достижений.

«Наше исследование подчёркивает важную роль LptM, предоставляя фундаментальные сведения, которые могут поддержать разработку антибиотиков, поскольку комплекс LptDE был идентифицирован как потенциальная мишень для новых антибиотиков», — заявляет доктор Миядзаки.

«Таким образом, наши результаты способствуют продвижению исследований, которые могут определить будущее открытие лекарств».

Помимо потенциальных мишеней для лекарств, это исследование также проливает важный свет на более широкий принцип в биологии.

«Наши результаты показывают, что малые белки, многие из которых ранее были упущены из виду, могут играть решающую роль в сборке и регуляции более крупных комплексов мембранных белков. Это открывает новую перспективу в фундаментальной биологии, подчёркивая функциональную значимость малых белков», — отмечает доктор Миядзаки.

Действительно, такие результаты могут открыть двери для новых подходов к изучению ранее непризнанных функций этих «микробелков» в различных клеточных процессах.

Предоставлено [Институтом науки и технологий Нара](https://phys.org/partners/nara-institute-of-science-and-technology/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте