Расширены представления об инъекции бактериотоксинов

На рисунке отображены структурные изменения ТсА при инъецировании. Токсин активируется изменением рН. В результате наружная оболочка (зелёная) открывается, и растянутая молекулярная пружина может сократиться. Таким образом она проталкивает центральный канал (жёлтый) вместе со своим сокращением. (кликните картинку для увеличения)

На рисунке отображены структурные изменения ТсА при инъецировании. Токсин активируется изменением рН. В результате наружная оболочка (зелёная) открывается, и растянутая молекулярная пружина может сократиться. Таким образом она проталкивает центральный канал (жёлтый) вместе со своим сокращением. (кликните картинку для увеличения)

25.02.2014 (19:38)
Просмотров: 1452
Рейтинг: 1.00
Голосов: 1

Теги:
токсин, бактерия, белок, энзим,
Естественные науки >> Молекулярная биология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
У бактерий в ходе эволюции выработалось множество разных путей введения вырабатываемых ими токсинов в целевой организм. Трёхсоставные токсиновые комплексы (Тс-комплексы), которые используются бактериями, наподобие чумной палочки Yersinia pestis и патогена насекомых Photorhabdus luminescens, чрезвычайно необычны. Стефан Раунсер (Stefan Raunser, сотрудник института молекулярной физиологии им. Макса Планка в Дортмунде) совместно со своими коллегами из Фрайбургского университета получили точные изображения процесса введения бактериотоксинов. Учёные смогли установить, откуда молекулярные комплексы берут энергию, чтобы пройти через клеточную мембрану. Данные комплексы могут быть использованы в медицинских целях, они, к примеру, потенциально способны селективно накапливать лекарственные средства в клетках опухолей.

Photorhabdus luminescens — это симбионт, который сосуществует с круглыми червями. Данные бактерии покоятся в кишечнике червей, дожидаясь возможности атаковать организм насекомых. Когда они попадают в целевой организм, то становятся более активными, выделяя токсиновые комплексы, убивающие насекомых. После круглые черви используют труп насекомого, сосуществуя вместе с бактериями в ожидании следующей жертвы.

«До настоящего момента времени о структуре токсиновых комплексов нам было известно немного. У нас была лишь общая модель. Теперь же у нас есть изображения, которые позволяют дифференцировать отдельные атомы! Вероятно, не существует другого изображения белкового канала, на котором вы можете разглядеть белок в данном канале» — говорит Стефан Раунсер. Получить детальные изображения удалось благодаря использованию рентгеноструктурного анализа и электронной криомикроскопии.

Токсиновые трёхсоставные комплексы (Тс-комплексы) образованы тремя субъединицами: ТсА, ТсВ и ТсС. ТсА формирует канал, который проникает через клеточную мембрану наподобие укола и запасает токсичный энзим в клетке. Ранее было непонятно, откуда на данный процесс берётся энергия.

«ТсА имеет белковую цепь, построенную 48-ю аминокислотами. Она растягивается как резинка для волос или пружина» — говорит Стефан Раунсер. Если данная белковая цепь сокращается, то выделяется энергия, которая обеспечивает проталкивание канала через мембрану. Данный механизм позволяет отделять Тс-комплексы от других известных пороформирующих инъецирующих белков, тех, например, что встречаются у дифтерийных бактерий и бактерий сибирской язвы.

Субъединица ТсА ответственна и за связывание токсинового комплекса с клетками организма хозяина. Для этого она может использовать 20 рецептор-связывающих доменов. «Мы считаем, что четыре домена из этого числа всегда окружают один рецептор, таким образом увеличивая силу связывания» — уточняет Раунсер.

Данные рецептор-связывающие домены могут быть легко удалены или заменены другими доменами. Это значит, что Тс-комплексы могут быть использованы против определённых групп клеток, например, опухолевых. Предполагается, что они смогут «впрыскивать» в целевые клетки лекарственные соединения. Тс-комплексы патогенов насекомых могут так же использоваться в качестве пестицидов в сельском хозяйстве.

Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти в журнале Nature.

Нравится


Александр Шустер

Также по теме:

Источники:



самое популярное


Rambler's Top100