Мембранные белки бактерий и человека демонстрируют удивительное сходство

Международная группа учёных обнаружила, что мембранный белок бактерий имеет схожую структуру и функцию с группой белков, отвечающих за ремоделирование клеточной мембраны у человека. Ранее связь между этими группами белков не была известна. Исследование опубликовано в журнале Cell.

PspA играет ключевую роль в реакции бактерий на стресс

Система белков фагового шока (Psp) была открыта у бактерий около 30 лет назад. Её функция — защита клеточной мембраны от различных видов стресса: осмотического, теплового, действия токсинов или дефектов в оболочке.

Учёные из Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце и Исследовательского центра Юлиха детально изучили белок PspA, ключевой компонент системы Psp. С помощью крио-электронной микроскопии они впервые увидели, как PspA образует длинные спиралевидные трубки, способные заключать биомембрану во внутреннюю полость. Высокое разрешение позволило наблюдать, как PspA локально растворяет отдельные мембраны, а затем преобразует их в более крупные единицы или даже опосредует образование новых мембранных структур.

PspA ремоделирует мембраны

Исследователи смогли определить структуру белка PspA. Оказалось, что она удивительно похожа на структуру белков ESCRT-III, которые изучались в той же лаборатории.

Белки ESCRT-III присутствуют во всех эукариотических организмах, включая клетки человека. Эти белковые комплексы участвуют в ремоделировании и ремонте клеточной мембраны, а также играют ключевую роль в других клеточных процессах. Ранее в бактериях белки семейства ESCRT-III известны не были.

«После миллиардов лет эволюции две группы белков генетически разошлись настолько далеко, что их сходство можно было обнаружить только на основе структуры», — отметил профессор Карстен Захзе.

Учёные пришли к выводу, что PspA и ESCRT-III принадлежат к одной группе белков и выполняют схожие задачи на клеточных мембранах. В статье для Cell авторы пишут: «Основываясь на схожих структурных и функциональных свойствах PspA и эукариотических белков ESCRT-III, мы идентифицировали PspA как бактериального члена эволюционно консервативного суперсемейства мембранно-ремоделирующих белков ESCRT-III».