Учёные открыли новый механизм экспорта бактериальных полисахаридов
В грамотрицательных бактериях, к которым относятся некоторые из самых опасных патогенов человека, до сих пор было известно лишь два механизма экспорта полисахаридов. Исследовательская группа Института Макса Планка под руководством Лотте Сёгаард-Андерсен обнаружила совершенно новый, третий механизм. Эти выводы, опубликованные в mBio, открывают путь к полному пониманию механизмов, обеспечивающих защиту, подвижность и взаимодействие многих бактериальных патогенов.
Полисахариды — цепочки сахаров — играют жизненно важную роль для бактерий, обеспечивая защиту от стрессов (обезвоживание, иммунный ответ), способствуя адгезии и формированию биоплёнок. Их экспорт — серьёзная задача из-за химического разнообразия и большого размера молекул.
До сих пор в грамотрицательных бактериях были известны только два механизма экспорта:
- Через белок внешней мембраны типа OPX (в путях Wzx/Wzy- и ABC-транспортёр-зависимых).
- Через β-баррельный белок внешней мембраны (в синтаза-зависимых путях).
Однако существовали необъяснимые исключения: в некоторых путях Wzx/Wzy, например, у Vibrio cholerae и Myxococcus xanthus, для экспорта был важен β-баррельный белок, но механизм был неизвестен. Также были описаны короткие OPX-белки, лишённые участка для интеграции во внешнюю мембрану.
Исследуя путь синтеза секретируемого полисахарида EPS у M. xanthus, учёные обнаружили, что для его экспорта важен не только предполагаемый OPX-белок, но и β-баррельный белок внешней мембраны EpsX. Кроме того, они нашли соответствующий периплазматический короткий OPX-белок EpsY, который не может сам встраиваться в мембрану. Было установлено прямое взаимодействие EpsX и EpsY.
На основе наблюдений и методов вычислительной структурной биологии исследователи предложили новую модель: EpsX и EpsY представляют собой новый тип транcлокона для экспорта полисахаридов, где β-баррельный белок (EpsX) функционирует как пронизывающая мембрану часть в бипартитном комплексе с полностью периплазматическим OPX-белком (EpsY).
Вычислительная геномика показала, что подобные составные системы широко распространены у грамотрицательных бактерий. Например, эта новая модель объясняет, как V. cholerae секретирует полисахарид VPS, важный для вирулентности и образования биоплёнок.
Таким образом, открытие имеет значение не только для понимания экспорта полисахаридов у M. xanthus, но и глубокие последствия для общего понимания этого процесса у грамотрицательных бактерий, открывая новые потенциальные пути для контроля патогенов.