Les scientifiques indiquent l'instantané détaillé des shell bactériennes de microcompartment

Pour la première fois, les scientifiques ont conçu les détails fins des shell bactériennes de microcompartment - les nanoreactors sous-microscopiques des organismes, qui sont composés complet de la protéine.

Les résultats, aboutis par l'université de l'Etat d'État du Michigan et le ministère de l'énergie des États-Unis le laboratoire national de Lawrence Berkeley, sont décrits dans la question actuelle de la Science. Ils montrent comment les principes architecturaux des microcompartments bactériens, ou BMCs, s'appliquent aux « bonnes » et « mauvaises » bactéries qui emploient ces nanoreactors pour fournir l'énergie pour des infections. Les découvertes ouvrent la trappe à recenser les objectifs vulnérables pour combattre les bactéries pathogènes ainsi qu'aux genres neufs de bioengineer de nanoreactors de créateur dans les bactéries avantageuses pour améliorer leur rendement.

« Nous avons produit un instantané détaillé - à la définition niveau atomique - de la membrane des organelles bactériennes, » a dit Cheryl Kerfeld, professeur discerné par Hannah de la bio-ingénierie structurelle dans l'auteur de laboratoires de recherche et de Co-fil d'usine de MSU-DOE. « En voyant la shell bactérienne intacte d'organelle, nous comprenons maintenant comment les briques de base sont remontées pour construire la membrane d'organelle. »

En être humain et cellules animales, les organelles sont basées sur lipide. En revanche, ces BMCs se composent de centaines de copies de plusieurs types de protéines - hexamers, pentamères et trimères.

« Ce qui permet des choses par une membrane est les pores, » a indiqué Markus Sutter, l'associé de recherches de MSU, le scientifique de société apparentée de laboratoire de Berkeley et l'auteur supérieurs de Co-fil. « Pour les membranes basées sur lipide, il y a des protéines de membrane qui obtiennent des molécules à travers. Pour BMCs, la shell est déjà faite de protéines, ainsi les protéines de shell de BMCs ont non seulement un rôle structurel, elles sont également responsables du transfert sélecteur de substrat en travers de la membrane de protéine. »

L'apparence de la structure est réminiscente des buckyballs, une classe des molécules qui ressemblent aux voûtes géodésiques de Buckminster Fuller, dont la découverte a gagné un prix Nobel en chimie.

« Nos résultats constituent la base structurelle aux expériences de modèle pour expliquer comment les molécules croisent la shell d'organelle, comment des enzymes spécifiques sont visées à l'intérieur et comment les shell auto-montent, » ont dit Kerfeld, qui est également une société apparentée de laboratoire national de Lawrence Berkeley. « Ce travail fournit également la fondation pour le développement de la thérapeutique pour perturber l'ensemble et le fonctionnement du BMCs a trouvé dans les agents pathogènes ou améliore ceux qui jouent un rôle dans la fixation de CO2. »

Les structures sont comparativement grandes - 6,5 megadaltons et peuvent contenir approximativement 300 protéines classées moyennes. En comparaison, un megadalton est comparable à la masse de 1 million d'atomes d'hydrogène. Le visionnement des structures a exigé la patience en cajolant le BMCs pour former des cristaux et une grande quantité de pouvoir de calcul due au nombre d'atomes impliqués.

À l'image le BMCs, l'équipe de Kerfeld a employé la source lumineuse avancée puissante du laboratoire de Berkeley et le laboratoire national d'accélérateur de SLAC, qui utilisent des rayons X pour concevoir a cristallisé des protéines.

Cela a pris à l'équipe environ deux ans pour voir finalement cette structure, et il y avait des défis à chaque opération de la voie parce que la shell est si grande et exceptionnelle. La structure décrite est susceptible de devenir le modèle de manuel de la membrane des organelles bactériennes primitives, Kerfeld a dit.

« Je peux rappeler la première fois que j'ai vu des images des organelles de cellule animale, prises avec un microscope électronique, quand je prenais la biologie d'étudiant de première année dans l'université ; voir ceux m'a inspiré et a aidé la forme mon avancement professionnel, » il a dit. « J'ai rappelé cette excitation quand je suis devenu l'un des premiers gens pour voir cette structure. »