Учёные открыли новый уникальный класс рецепторов углеводов

Международная команда исследователей под руководством Орхусского университета впервые определила кристаллическую структуру рецептора экзополисахаридов. Результаты дают представление о том, как растения и микробы общаются, и эти знания, надеются учёные, можно будет использовать для более устойчивого сельского хозяйства, где микробы играют важную роль.

Экзополисахариды (EPS) — это углеводы на поверхности бактерий, которые окружают и защищают их, а также участвуют в образовании биоплёнок, межклеточных взаимодействиях, уклонении от иммунного ответа и патогенезе. Структуры и состав EPS, синтезируемых разными бактериями, чрезвычайно разнообразны и служат молекулярным отпечатком.

EPS также играют важную роль в колонизации бактериями растений и симбиозе с ними. Почвенные азотфиксирующие бактерии (ризобии) распознаются на основе их EPS при колонизации корней растений: бобовый хозяин оценивает их как совместимые или несовместимые и соответственно разрешает или запрещает доступ. За мониторинг EPS отвечает однопроходный трансмембранный рецептор Exopolysaccharide receptor 3 (EPR3).

«Чтобы глубже понять функцию этого рецептора, нам нужно было знать, как он выглядит», — говорит Джаслин Вонг, проводившая это исследование в Орхусском университете. Попытки определить структуру лиганд-связывающей части EPR3 долгие годы оставались безуспешными, но прорыв был достигнут с использованием нанотел, полученных от лам, для кристаллизации рецептора.

Структура показала, что EPR3 отличается от других членов семейства так называемых LysM рецепторных киназ. EPR3 отклоняется в своём лиганд-связывающем домене от канонических членов этого семейства рецепторов и имеет уникальную и новую для белков, связывающих углеводы, структуру.

«Это хороший пример того, как структура меняет наш взгляд на биологию, — говорит Каспер Рёйкьер Андерсен. — Теперь мы можем продемонстрировать существование совершенно нового и структурно уникального класса рецепторов углеводов и обнаружить, что этот класс консервативен во всём царстве растений. Мы не знали этого до получения структуры, и это открывает много увлекательной биологии для понимания роли рецептора».

Джаслин Вонг добавляет: «Исследования рецепторов EPS всё ещё находятся в зачаточном состоянии, и я в восторге от того, как эти знания можно использовать и каковы их потенциальные последствия для формирования микробиоты в целях более устойчивого сельского хозяйства».