Бактерии имеют на своей поверхности слой белков, который, помимо прочего, обеспечивает им защиту от внешних воздействий. Теперь исследователи впервые более внимательно изучили эту «кольчугу» микробов и с помощью кристаллографии расшифровали частичную структуру белка защитного слоя.
В современном мире здоровья бактерии имеют плохую репутацию. Люди не могли бы выжить без этих микроскопических одноклеточных организмов. Особые виды, например, образуют на коже человека защитный слой. В то же время бактерии также должны защищаться от внешних атак. Группа исследователей из Института молекулярной биологии Университета Карла-Франценса в Граце исследовала структуру защитной поверхности этих организмов - первые результаты были опубликованы в последнем выпуске журнала по структурной биологии «Структура».
По следам тайны поверхностных структур
Команда Вальтера Келлера, состоящая из структурных и молекулярных биологов из Граца, Вены и Гамбурга, занимается вопросом, какие задачи выполняют S-слои, и тщательно исследует их структуру и связывающее поведение. «Бактерии образуют так называемые «поверхностные слои», или сокращенно S-слои, на самой внешней клеточной стенке», - объясняет руководитель проекта профессор Уолтер Келлер, соавтор статьи. «Это поверхностные структуры из белков, которые должны быть очень важны для бактерий, поскольку они составляют до десяти процентов от общего белка и производятся с огромными усилиями».
Настоящее исследование в первую очередь касается вопроса о том, как работает состав белков S-слоя и как на него можно конкретно повлиять. Впервые Теа Павков смог использовать кристаллографию для изображения частичной структуры белка S-слоя с самым высоким разрешением.
S-слой как кольчуга
"Вы можете представить отношения между бактерией и S-слоем как отношения рыцаря и его кольчуги", - говорит ученый. «S-слои работают как сита, которые позволяют необходимому материалу, такому как молекулы пищи, проникать внутрь организма. Загрязняющие вещества, с другой стороны, отталкиваются. Однако S-слои также взаимодействуют с другими клетками хозяина, например, у людей, и стимулируют, например, собственные защитные силы организма. Известным примером этого являются хваленые молочнокислые бактерии».
На следующем этапе исследователи хотят использовать криоэлектронную микроскопию, чтобы продемонстрировать структуру всего S-слоя в конкретной почвенной бактерии. «Большая часть всей биомассы в мире состоит из бактерий, - говорит Келлер, - и тем не менее эти организмы до сих пор вызывают у нас недоумение.“