Как азотфиксирующие бактерии чувствуют железо

Исследователи из Университета Восточной Англии выяснили, как азотфиксирующие бактерии чувствуют железо — важный, но токсичный микроэлемент.

Многие бактерии фиксируют атмосферный азот в форму, доступную растениям. Практически всем формам жизни требуется железо, но его избыток губителен.

В таких бактериях ключевую роль в регуляции железа играет белок RirA. Он содержит кластер из четырёх атомов железа и четырёх атомов серы ([4Fe-4S]), который служит сенсором доступности железа.

Учёные использовали метод time-resolved mass spectrometry, чтобы изучить реакцию этого кластера на разный уровень железа.

Результаты показали, что в кластере есть один «слабосвязанный» атом железа. Когда уровень железа в клетке падает, этот атом быстро теряется, так как он необходим для других клеточных процессов.

Без этого атома кластер в RirA разрушается, и белок становится неактивным. Это сигнализирует клетке начать производство белков для захвата железа из окружающей среды.

Когда уровень железа снова становится достаточным, RirA восстанавливает свой кластер и активность, останавливая производство железотранспортных белков.

Эта работа впервые детально показывает, как железо-серный кластер может использоваться для чувствительности к железу. Она также демонстрирует потенциал метода time-resolved mass spectrometry для изучения биологических процессов.

Исследование опубликовано в журнале eLife 17 сентября 2019 года.