I ricercatori esaminano il meccanismo di trasporto della proteina batterica della membrana

Un gruppo di ricerca internazionale ha studiato il meccanismo di trasporto di una proteina batterica della membrana facendo uso di un frammento artificialmente prodotto dell'anticorpo. Le proteine di trasporto, chiamate esportatori di ABC, sono presenti, per esempio, nelle membrane cellulari dei batteri ed in grande quantità in cellule tumorali e sono responsabili del trasporto delle molecole piccole dalle celle. Alcuni trasportatori possono pompare gli antibiotici o gli agenti della chemioterapia dalle celle, così dalle terapie della rappresentazione inefficaci. Nello studio corrente, i ricercatori hanno lavorato con gli esportatori isolati di ABC ed hanno mostrato come il trasporto del substrato è collegato con l'unità di energia della proteina e come entrambi possono essere modificati da un frammento dell'anticorpo o dalle mutazioni. I risultati sono stati pubblicati nelle comunicazioni della natura del giornale il 21 maggio 2019.

Per lo studio, il professor Enrica Bordignon ed il professor Lars Schäfer da Ruhr-Universität Bochum, entrambi i membri del cluster di eccellenza Resolv, cooperato con il professor Markus Seeger dall'università di Zurigo ed il professor Mikko Karttunen dall'università di Ontario occidentale.

Trattamento di trasporto a più stadi

Gli esportatori di ABC consumano l'energia quando trasporta le molecole dalle celle. Ottengono questo dalla scissione del trifosfato di adenosina della molecola di immagazzinamento dell'energia sull'interno della membrana. In via generale, l'esportatore di ABC è compreso tre aree: il motore difornitura dentro la cella, un connettore che estende tramite la membrana cellulare e un portone sull'esterno della membrana.

Per il trattamento di trasporto, l'esportatore di ABC si apre dentro la cella, contiene una molecola dal citoplasma e la trasporta all'altro lato della membrana. Là, il portone esterno si apre e la molecola è espelsa - ma soltanto se il motore della proteina spacca il trifosfato di adenosina dentro. Soltanto una volta che il portone esterno è chiuso può il trattamento di trasporto seguente cominciare ancora.

Motore spento

I ricercatori hanno sviluppato un frammento artificiale dell'anticorpo, anche conosciuto come uno sybody, che si è messo in bacino all'esportatore isolato di ABC nella provetta. Facendo uso di cristallografia a raggi x e di risonanza di rotazione di elettrone, il gruppo ha indicato che le legature sybody al portone esterno aperto. Come conseguenza di questo, il portone non poteva più chiudersi e nessun nuovo trattamento di trasporto potrebbe essere iniziato così. Di conseguenza, l'interno del motore è rimanere spento; non più trifosfato di adenosina è stato spaccato.

Il gruppo ha confermato i risultati in ulteriori esperimenti senza lo sybody. In questi, specificamente hanno sostituito determinati amminoacidi della proteina facendo uso della mutazione genetica; ciò egualmente ha bloccato il meccanismo di chiusura del portone esterno e della scissione del trifosfato di adenosina.

Le nostre analisi hanno indicato che il meccanismo per aprire e chiudere il portone esterno è collegato strutturalmente con la scissione del trifosfato di adenosina del fornitore di energia sull'interno.„

Enrica Bordignon, Ruhr-Universität Bochum

“I nostri risultati sono la ricerca fondamentale,„ dice la testa al del gruppo di ricerca basato Bocum della spettroscopia di EPR. “Speriamo di usare questi informazioni per aprire i nuovi approcci a farmacoresistenza di combattimento.„

Sorgente:

Ruhr-Universität Bochum

Riferimento del giornale:

Cedric, A. et al. (2019) il portone extracellulare modella il profilo di energia di un esportatore di ABC. Comunicazioni della natura. doi.org/10.1038/s41467-019-09892-6.