Wissenschaftler haben gefangen das erste “snapshot” von zwei Proteinen, die bei der Lieferung um eine bakterielle stress-Antwort-master-regler, um die Zelle-recycling-Maschinen.
Die Braune Universität-geführte team fand heraus, dass RssB — ein protein, das spezifisch erkennt die master-regler und liefert es an die recycling-Maschinen so etwas wie ein recycling-LKW — bildet eine kompakte Struktur mit einem Faktor, hemmt RssB-Aktivität. Die Hemmung Faktor, als IraD, ausgelöst durch DNA-Schäden, eine von vielen betont, dass der master-regler hilft, die Bakterien überleben durch die Aktivierung wichtiger Gene.
Die stress-Antwort der master-regler ist entscheidend für viele Bakterien-darunter solche, die eine Krankheit beim Menschen hervorrufen wie E. coli und Salmonellen — zu überleben, Nährstoffmangel und anderen belastenden Situationen wie denen begegnet, die während des Prozesses zu infizieren einen neuen host. Es ist auch wichtig für die Entwicklung und das Wachstum von Biofilmen, die oft gegen Antibiotika resistent und wachsen auf medizinischen Geräten wie Kathetern und künstlichen Herzklappen.
“Bevor diese Studie, die Menschen nicht wirklich verstehen, wie IraD Handlungen zu hemmen RssB”, sagte Alexandra Deaconescu, ein Assistenzprofessor der Molekularbiologie, Zellbiologie und Biochemie bei Brown und entsprechenden Autor für die Studie. “Wir waren in der Lage, um zu bestimmen, die Struktur von IraD gebunden RssB und herauszufinden, wie es funktioniert. Das Verständnis, wie Bakterien Steuern Sie die Menge der stress-Antwort-master-regler könnte zu die Entwicklung von Antibiotika oder sogar Agenten zu stoppen die Entwicklung von Antibiotika-Resistenzen.”
Es ist wichtig für die Bakterien, die versuchen, eine Infektion zu etablieren oder den Anbau in einem stressigen Umfeld in der Lage sein, um die Feinabstimmung der Höhe des stress-Antwort-master-regler haben Sie, wie der regler steuert einen großen Anteil der E.-coli – Gene, die möglicherweise müssen eingeschaltet sein, unter bestimmten Bedingungen, Deaconescu, sagte. Recycling der regler ist verschwenderisch, der die Chemische Energie zur Erzeugung der regler, aber ist eine schnellere Methode der Kontrolle, als aus seiner Produktion an oder aus, macht es geeignet für die Anpassung an den sich ständig verändernden Umgebungen. In der Tat, Bakterien Kontrolle über die Produktion und das recycling des master-Reglers anzupassen und zu gedeihen.
Die Struktur von IraD gebunden RssB und die Ergebnisse wurden veröffentlicht am Donnerstag, April 11, in der Zeitschrift “Genes and Development”.
Deaconescu-team X-ray Kristallographie zur Bestimmung der Struktur von IraD gebunden RssB an atomic-level-Auflösung. Die Methode beinhaltet die Kristallisation eines proteins oder protein-Komplex und beobachten, wie die Kristalle scatter x-Strahlen. Die RssB-IraD-Komplex sieht ein wenig wie ein kleeblatt, wo RssB bildet zwei Lappen, die beide Kontakt IraD in einer “Umarmung.” Deaconescu denkt, es ist wahrscheinlich IraD interagiert mit einem Lappen, oder die Domäne, von RssB erste und dann die andere domain wieder schließt, zu helfen, zu einem stabilen Komplex.
“Zuerst dachten wir, dass IraD könnte nur binden mit einer Domäne, sondern es bindet sich an beide Domänen und sperrt Sie zusammen in eine geschlossene Konformation,” Deaconescu sagte. “Das war die größte überraschung über die Struktur.”
Deaconescu ist Mitarbeiter des National Cancer Institute untersucht die Interaktion von RssB und IraD genetisch und im Labor. Sie selektiv mutierten Regionen in der Interaktion. Sie bestätigt, dass die identifizierten Regionen in der Struktur sind wichtig für die Interaktion der beiden Proteine in bakteriellen Zellen und für Ihre Tätigkeit in Laborversuchen mit den zellulären recycling-Maschinen.
In der Zukunft, Deaconescu Pläne zu studieren, die andere Hemmung Faktoren, die erkennen RssB. Sie denkt, dass andere Hemmung Faktoren, die ausgelöst werden durch verschiedene stress-Signale, wie z.B. die Erschöpfung von verschiedenen Nährstoffen, können RssB binden in unterschiedlicher Weise. Sie könnten binden, um verschiedene Teile des proteins oder sogar erkennt, dass es verschiedene Konformationen als RssB ist ein sehr flexibles und dynamisches protein, mehr wie ein multi-purpose hand, als ein starren Schloss mit nur einem Schlüssel.
Deaconescu ist auch daran interessiert, was passiert, wenn der stress, die Trigger eine Hemmung Faktor ist gelöst und die Bakterien brauchen, um wieder recycling master-regler.
Neben Deaconescu, andere Autoren sind ehemalige wissenschaftliche Mitarbeiterin Victoria Dorich, postdoctoral fellows Christiane Brugger und Margaret Suhanovsky, und Bachelor-Amita Sastry von Braun sowie Arti Tripathi, Joel Hoskins, Song Tong, Sue Wickner und Susan Gottesman von der National Cancer Institute.
Die National Institutes of Health (R01 GM121975) und eine Salomon-Preis für Forschung von der Brown-Universität unterstützt die Forschung.
