Биологи рассмотрели бактериальную «кольчугу»

Ученые установили кристаллическую структуру защитной белковой сети на поверхности некоторых бактерий.

Ученые установили кристаллическую структуру защитной белковой сети на поверхности некоторых бактерий. Ее сетчатое строение оказалось похоже на кольчугу. Работа опубликована в журнале Nature, ее краткое содержание приводится на сайте Британского биотехнологического научного совета.

Многие из безъядерных организмов – как настоящих бактерий, так и архей, имеют на своей поверхности слой защитных белков (S-layer). Ранее ученые определяли структуру отдельных белков, которые входят в состав этого слоя, однако было не понятно, как они соединяются друг с другом и за счет чего выполняют структурную и защитную функции.

В данной работе авторам удалось увидеть структуру слоя целиком с точностью до отдельных атомов. Для этого ученые использовали комбинацию методов, главным из которых был рентгеноструктурный анализ.

В качестве модельного организма выступила почвенная бактерия Geobacillus stearothermophilus, защитный белок которой называется SbsB. Фрагменты S-слоя, удалось собрать в кристаллы, и на основании дифракции рентгеновских лучей на этих кристаллах установить их структуру. Дополнительные данные были получены с помощью электронной микроскопии и химических сшивок. В последнем методе для определения расстояний между разными частями белков используются молекулы-»линейки» с активными реакционными группами на концах.

Полученная структура представляла собой довольно плотную белковую сетку с порами около 3 нанометров между мономерами. Каждый из белков был связан с четырьмя своими соседями. По словам авторов, обнаруженная белковая сетка обладала не только прочностью, но и значительной гибкостью и проницаемостью, чем напоминала кольчугу средневековых рыцарей.

Поверхностные белки бактерий играют важную роль как для защиты и придания структуры клеткам, так и для общения ее с внешней средой. У паразитических бактерий внешние белки должны как можно лучше закрепляться на поверхности клеток хозяина, но при этом избегать контактов с иммунной системой. Из-за таких противоречащих требований поверхностные белки часто становятся горячими точками эволюции, где изменения происходят особенно быстро.