Білкові мережі бактерій схожі на кольчугу - біологи

Вчені встановили кристалічну структуру захисної білкової мережі на поверхні деяких бактерій.

Її сітчаста будова виявилася схожою на кольчугу. Робота опублікована у журналі Nature, її короткий зміст наводиться на сайті Британської біотехнологічної наукової ради.

Багато хто з без'ядерних організмів - як справжніх бактерій, так і архей, мають на своїй поверхні шар захисних білків (S-layer). Раніше вчені визначали структуру окремих білків, які входять до складу цього шару, проте було незрозуміло, як вони з'єднуються один з одним і за рахунок чого виконують структурну і захисну функції.

У даній роботі авторам вдалося побачити структуру шару цілком з точністю до окремих атомів. Для цього вчені використовували комбінацію методів, головним із яких був рентгеноструктурний аналіз.

Як модельний організм виступила ґрунтова бактерія Geobacillus stearothermophilus, захисний білок якої називається SbsB. Фрагменти S-шару, вдалося зібрати у кристали, і на підставі дифракції рентгенівських променів на цих кристалах встановити їхню структуру. Додаткові дані були отримані за допомогою електронної мікроскопії та хімічних зшивок. В останньому методі для визначення відстаней між різними частинами білків використовуються молекули-"лінійки" з активними реакційними групами на кінцях.

Отримана структура представляла собою досить щільну білкову сітку із порами, розміри яких близько 3 нанометрів, між мономерами. Кожен із білків був пов'язаний із чотирма своїми сусідами. За словами авторів, виявлена ​​білкова сітка була не лише міцною, але і значно гнучкою і проникною, чим нагадувала кольчугу середньовічних лицарів.

Поверхневі білки бактерій грають важливу роль як для захисту клітин та надання їм структури, так і для спілкування її з зовнішнім середовищем. У паразитичних бактерій зовнішні білки повинні якомога краще закріплюватися на поверхні клітин господаря, але водночас уникати контактів з імунною системою. Через такі суперечливі вимоги поверхневі білки часто стають гарячими точками еволюції, де зміни відбуваються особливо швидко.

Нагадаємо, що раніше інженери з Прінстонського університету в США створили бездротовий біосенсор на основі графену, який може бути закріплений на біологічних поверхнях, наприклад, на зубах. Чутливості пристрою досить для виявлення окремих бактеріальних клітин.