Неупорядоченные белки: новые данные о механизме транспорта

Исследовательская группа профессора структурной биологии Себастьяна Хиллера из Базельского университета впервые показала с атомарным разрешением, что белки-поры во внешней мембране бактерий транспортируются в неструктурированном, постоянно меняющемся состоянии. Исследование опубликовано в журнале Nature Structural and Molecular Biology.

Молекулярный "паром" обеспечивает безопасный транспорт

Новые белки синтезируются внутри клетки. Белки, предназначенные для внешней мембраны грамотрицательных бактерий, нуждаются в молекулярном "пароме", чтобы оставаться неповрежденными при прохождении водного слоя между двумя мембранами (периплазматическим пространством). Таким паромом является белок Skp, который транспортирует ещё не свернутые белки.

Исследование Хиллера показывает, что мембранный белок во время транспорта свободно встроен в структуру Skp и сам не принимает определённой пространственной структуры.

"Удивительно, но развёрнутый белок постоянно меняет своё состояние — быстрее тысячи раз в секунду и более десяти миллионов раз за время пересечения", — объяснил Хиллер.

Обнаружить это динамическое поведение внутри комплекса с Skp стало возможным благодаря современной спектроскопии ядерного магнитного резонанса (NMR). Транспортировка мембранного белка в таком изменчивом состоянии не требует энергии и позволяет быстро высвободить его в точке назначения, где он сворачивается в трёхмерную структуру и встраивается во внешнюю мембрану.

Динамический транспорт как общий принцип

Хотя структура Skp известна давно, текущая работа показывает, что динамика комплекса Skp-мембранный белок важна для формирования белков внешней мембраны. С помощью измерений с атомарным разрешением команда также смогла раскрыть общий принцип транспорта белков без затрат энергии. В будущем учёные планируют исследовать другие белки, участвующие в процессах транспорта и сворачивания.