Фото: АР
Біологи розглянули бактеріальну "кольчугу"
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.