Os cientistas revelam instantâneo detalhado de escudos bacterianos do microcompartment

Pela primeira vez, os cientistas visualizaram os detalhes finos de escudos bacterianos do microcompartment - os nanoreactors submicroscópicos dos organismos, que são compreendidos completamente da proteína.

Os resultados, conduzidos pela universidade de estado do Michigan e pelo Ministério de E.U. do laboratório nacional do Lawrence Berkeley da Energia, são caracterizados na introdução actual da ciência. Mostram como os princípios arquitectónicos de microcompartments bacterianos, ou BMCs, se aplicam às “boas” e bactérias “ruins” que usam estes nanoreactors para fornecer a energia para infecções. Os resultados abrem a porta a identificar alvos vulneráveis para combater as bactérias patogénicos assim como aos tipos novos do bioengineer de nanoreactors do desenhista nas bactérias benéficas para aumentar seu desempenho.

“Nós produzimos um instantâneo detalhado - na definição do atômico-nível - da membrana dos organelles bacterianos,” disse Cheryl Kerfeld, professor distinguido Hannah da tecnologia biológica estrutural no autor do laboratório e do co-chumbo de pesquisa da planta de MSU-DOE. “Vendo o escudo bacteriano intacto do organelle, nós compreendemos agora como os blocos de apartamentos básicos são unidos para construir a membrana do organelle.”

Em pilhas humanas e animais, os organelles lipido-são baseados. Ao contrário, este BMCs é compor das centenas de cópias de diversos tipos de proteínas - hexamers, pentamers e trimers.

“O que permite coisas através de uma membrana são os poros,” disse Markus Sutter, o investigador associado de MSU, o cientista da filial do laboratório de Berkeley e o autor superiores do co-chumbo. “Para as membranas lipido-baseadas, há as proteínas da membrana que obtêm moléculas transversalmente. Para BMCs, o escudo é feito já das proteínas, assim que as proteínas do escudo de BMCs não somente para ter um papel estrutural, são igualmente responsáveis para transferência selectiva da carcaça através da membrana da proteína.”

A aparência da estrutura é reminiscente dos buckyballs, uma classe de moléculas que se assemelham às abóbadas geodesic de Buckminster Fuller, cuja a descoberta ganhou um prémio nobel na química.

“Nossos resultados fornecem a base estrutural às experiências do projecto para explicar como as moléculas cruzam o escudo do organelle, como as enzimas específicas são visadas ao interior e como os escudos auto-montam,” disseram Kerfeld, que é igualmente uma filial do laboratório nacional de Lawrence Berkeley. “Este trabalho igualmente fornece a fundação para a revelação da terapêutica para interromper o conjunto e a função do BMCs encontrou nos micróbios patogénicos ou aumenta aquelas que jogam um papel na fixação do CO2.”

As estruturas são comparativamente grandes - 6,5 megadaltons e podem conter aproximadamente 300 proteínas feitas sob medida médias. Em comparação, um megadalton é comparável à massa de 1 milhão átomos de hidrogênio. Ver as estruturas exigiu a paciência em persuadir o BMCs para formar cristais e uma grande quantidade de potência computacional devido ao número de átomos envolvidos.

À imagem o BMCs, a equipe de Kerfeld usou a fonte luminosa avançada poderosa do laboratório de Berkeley e o laboratório nacional do acelerador de SLAC, ambo utiliza raios X para visualizar cristalizou proteínas.

Tomou à equipe aproximadamente dois anos para ver finalmente esta estrutura, e havia uns desafios em cada etapa da maneira porque o escudo é tão grande e incomum. A estrutura descrita é provável transformar-se o modelo do livro de texto da membrana dos organelles bacterianos primitivos, Kerfeld disse.

“Eu posso recordar a primeira vez que eu vi as imagens dos organelles animais da pilha, tomadas com um microscópio de elétron, quando eu tomava a biologia do caloiro na faculdade; ver aqueles inspirou-me e ajudou-à forma minha carreira profissional,” disse. “Eu recordei esse excitamento quando eu me transformei um dos primeiros povos para ver esta estrutura.”