Gli scienziati rivelano l'istantanea dettagliata degli shell batterici di microcompartment

Per la prima volta, gli scienziati hanno preveduto i dettagli fini degli shell batterici di microcompartment - i nanoreactors submicroscopici degli organismi, che sono compresi completamente proteina.

I risultati, piombo dalla Michigan State University e dal Dipartimento per l'energia di Stati Uniti il laboratorio nazionale del Lawrence Berkeley, sono descritti nella questione attuale di scienza. Mostrano come i principi architettonici di microcompartments batterici, o BMCs, si applicano sia “ai buoni„ che “cattivi„ batteri che usano questi nanoreactors per fornire l'energia per le infezioni. I risultati aprono la porta ad identificare gli obiettivi vulnerabili per combattere i batteri patogeni come pure ai nuovi generi del bioengineer di nanoreactors del progettista in batteri utili per migliorare la loro prestazione.

“Abbiamo prodotto un'istantanea dettagliata - di a risoluzione livella atomico - della membrana degli organelli batterici,„ ha detto Cheryl Kerfeld, il professore distinto Hannah della bioingegneria strutturale nell'autore del laboratorio di ricerca e del co-cavo dell'impianto di MSU-DOE. “Vedendo lo shell batterico intatto dell'organello, ora capiamo come gli elementi di base sono un per costruire la membrana dell'organello.„

In celle umane ed animali, gli organelli sono basati a lipido. Al contrario, questo BMCs è composto di centinaia di copie di parecchi tipi di proteine - hexamers, pentameri e trimeri.

“Che cosa permette le cose tramite una membrana è i pori,„ ha detto Markus Sutter, il socio di ricerca di MSU, lo scienziato della filiale del laboratorio di Berkeley e l'autore senior del co-cavo. “Per alle le membrane basate a lipido, ci sono proteine della membrana che ottengono le molecole attraverso. Per BMCs, lo shell già è fatto delle proteine, in modo dalle proteine dello shell di BMCs non solo hanno un ruolo strutturale, essi sono egualmente responsabili del trasferimento selettivo del substrato attraverso la membrana della proteina.„

L'aspetto della struttura è rievocativo dei buckyballs, classe A di molecole che somigliano alle cupole geodetiche di Buckminster Fuller, di cui la scoperta utile un premio Nobel in chimica.

“I nostri risultati forniscono la base strutturale agli esperimenti di progettazione per spiegare come le molecole attraversano lo shell dell'organello, come gli enzimi specifici sono mirati a all'interno e come gli shell auto-montano,„ hanno detto Kerfeld, che è egualmente una filiale del laboratorio nazionale di Lawrence Berkeley. “Questo lavoro egualmente fornisce le fondamenta per lo sviluppo di terapeutica per interrompere l'installazione e la funzione del BMCs ha trovato in agenti patogeni o migliora quelle che svolgono un ruolo nella fissazione di CO2.„

Le strutture sono comparativamente grandi - 6,5 megadaltons e possono contenere circa 300 proteine graduate medie. In confronto, un megadalton è comparabile alla massa di 1 milione atomi di idrogeno. L'esame delle strutture ha richiesto la pazienza nel persuadere il BMCs per formare i cristalli ed un gran quantità di potenza di calcolo dovuto il numero degli atomi in questione.

All'immagine il BMCs, il gruppo di Kerfeld ha usato la sorgente luminosa avanzata potente del laboratorio di Berkeley ed il laboratorio nazionale dell'acceleratore di SLAC, di cui tutt'e due utilizza i raggi x per visualizzare ha cristallizzato le proteine.

Ha richiesto al gruppo circa due anni definitivo per vedere questa struttura e c'erano sfide ad ogni punto del modo perché lo shell è così grande ed insolito. La struttura descritta è probabile trasformarsi nel modello del manuale della membrana degli organelli batterici primitivi, Kerfeld ha detto.

“Posso ricordarmi la prima volta ho veduto le immagini degli organelli animali delle cellule, catturate con un microscopio elettronico, quando stavo catturando la biologia della matricola in istituto universitario; vedere quelli mi ha ispirato ed ha aiutato la forma il mio percorso di carriera,„ ha detto. “Ho ricordato quell'eccitazione quando mi sono trasformato in in uno della prima gente per vedere questa struttura.„