Nowe struktury SbmA – kluczowego transportera błonowego bakterii – opisali naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Wyniki ich badań pozwalają lepiej zrozumieć, w jaki sposób białko przełącza się między stanami, aby transportować peptydy przez błonę.
SbmA umożliwia bakteriom takim jak Escherichia coli transport peptydów przeciwdrobnoustrojowych do wnętrza komórki, pokonując barierę błony komórkowej. Działa jak swoiste „dwustronne drzwi” – otwiera się po zewnętrznej stronie błony, aby wychwycić peptyd, a następnie po stronie wewnętrznej, umożliwiając jego przedostanie się do komórki. Przechwytywanie naturalnych mechanizmów transportu do wnętrza bakterii stanowi jedną ze strategii opracowywania nowych środków przeciwbakteryjnych, dlatego dokładne poznanie działania SbmA ma duże znaczenie naukowe i medyczne.
Naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ znacząco poszerzyli właśnie wiedzę na temat SbmA. Wcześniejsze ich badania wykazały strukturę SbmA z otwartymi „zewnętrznymi drzwiami”. Z kolei nowe badanie przedstawia kilka nieznanych dotąd struktur SbmA, w tym takich, w których otwarte są „wewnętrzne drzwi”. Pozwala to lepiej zrozumieć, jak białko przełącza się między stanami, aby transportować peptydy przez błonę.
Zrozumienie mechanizmu transportu SbmA może pomóc w opracowywaniu peptydów przeciwdrobnoustrojowych oraz leków opartych na peptydach, które skuteczniej wnikają do komórek bakterii. Może także wspierać rozwój systemów dostarczania wykorzystujących SbmA do transportu cząsteczek terapeutycznych do wnętrza komórek bakteryjnych.
Lepsze poznanie kluczowych cech strukturalnych może pomóc w opracowywaniu strategii zwalczania oporności bakterii. Uzyskane wyniki otwierają też nowe możliwości projektowania systemów podobnych do SbmA na potrzeby biotechnologii i biologii syntetycznej – wyjaśnia prof. Jonathan Heddle z Durham University (Wielka Brytania), który kierował grupą badawczą w Małopolskim Centrum Biotechnologii UJ.
W badaniach uczestniczyli m.in. Piotr Stępień oraz współautor korespondencyjny Dmitrij Gilarow z Heddle Lab w MCB UJ, którzy opracowali metodę uchwycenia SbmA w konformacji z otwartymi drzwiami wewnętrznymi oraz rozwiązali jego strukturę z wykorzystaniem mikroskopii krioelektronowej.
Projekt został zrealizowany we współpracy z zespołami badawczymi z takich instytucji, jak: Imperial College London, University of Groningen, Durham University, Medical University of Vienna, University of Manchester, University of Oxford, University of Leeds, University of St Andrews, Rutherford Appleton Laboratory oraz Kyoto University. Rezultaty ich pracy opublikowano w czasopiśmie „Nature Communications”.
Bartosz Zawiślak, źródło: UJ