Вариативная функция фермента, расщепляющего липиды

Исследователи из Каролинского института опубликовали в npj Biofilms and Microbiomes исследование, описывающее свойства фермента, расщепляющего липиды.

В природе микроорганизмы, включая бактерии, имеют разную форму. Кишечная палочка (Escherichia coli), комменсальная бактерия человеческого кишечника палочковидной формы, может легко менять свою форму под воздействием стресса. Во многих случаях E. coli останавливает деление клеток, но продолжает расти в длину, что приводит к образованию нитевидных клеток.

Фосфолипазы — это ферменты, которые специфически гидролизуют одну или несколько сложноэфирных связей в нейтральных липидах и фосфолипидах, основных компонентах клеточной мембраны. Исследование показало, что один аминокислотный вариант пататин-подобной фосфолипазы влияет на различные физиологические функции. Эти данные указывают на быстрые изменения в функциональности белка при замене одной консервативной аминокислоты у бактерий, культивируемых в лаборатории.

«Мы обнаружили вариант в пататин-подобной фосфолипазе случайно. По сути, это был лабораторный артефакт клонирования, который мы наблюдали у лабораторного модельного организма Escherichia coli K-12», — говорит Уте Рёмлинг, профессор медицинской микробной физиологии. — «Однако мы сочли эффект экспрессии вариантного фермента настолько драматичным, что продолжили его изучение. Кроме того, эффекты вариантного белка не ограничились лабораторной моделью, но также наблюдались у нескольких комменсальных и патогенных штаммов E. coli».

Возможность изучения эволюции белков

Наблюдаемое существенное изменение или усиление функциональности белка дает возможность изучать эволюцию белков. Поскольку эта замена аминокислоты в консервативной позиции белка отсутствует в природных гомологичных белках, возникает вопрос, что отрицательно отбирает против такой замены в фосфолипазе.

«В сочетании с наблюдаемыми изменениями в морфологии и физиологии клеток у нас теперь есть модельная система, которая позволит нам исследовать потенциально новые молекулярные механизмы регуляции деления клеток и образования биопленок, а также негативные эффекты замены аминокислоты», — заключает Уте Рёмлинг.