그람 음성 박테리아는 타입 II 분비 시스템 (T2SS)으로 알려진 큰 분자 기계를 통해 외부 막을 통해 단백질을 보낼 수 있습니다. 이 펌프는 주사기처럼 작동하는 약 15 개의 단백질 성분으로 구성되어 박테리아가 이펙터 단백질을 주변으로 보내도록합니다.
OIST의 첫 번째 저자이자 박사후 학자 인 Daniel Depo 박사는“Cryo-Electron 현미경을 사용하여 분자 수준에서 Secretin이라고 불리는이 다중 단백질 어셈블리를 이미지화 할 수있었습니다. Secretin은 이펙터 단백질이 배출되는 채널을 형성합니다.
생물학적 구조를 영상화하는 데 어려움 중 하나는 가능한 한 고유 상태에 가까워지는 것입니다. 이것은 끊임없이 구조적 변화를 겪고있는 역동적 인 구조 인 분비와 같은 단백질 복합체에 특히 중요하다.
Depo 박사는“이전 연구와는 다른 점은 우리가 냉동 트래핑이라는 과정에서 우리가 기능 할 때 비밀을 이미지화했다는 것입니다. "이 접근법을 통해 분비주기의 다양한 단계에서 일련의 스냅 샷을 캡처 할 수 있습니다."
과학자들은 단일 입자 cryo-EM 및 고속 원자력 현미경을 포함한 이미징 기술의 조합을 사용하여 Secretin의 구조와 기능을 포착했습니다. 결과는 분비가 게이팅 된 채널을 형성하는 방법과 그것이 이펙터 단백질과 상호 작용하는 방법을 밝혀내어 세포에서 단백질의 효율적인 분비를 가능하게한다.
OIST의 분자 크라이오 이미징 시설의 논문이자 수석 저자 인 제임스 헐리 (James Hurley) 교수는“그람 음성 박테리아에서 단백질 분비의 메커니즘은 수십 년 동안 연구되어왔다. "이 분비 과정은 박테리아가 식물이나 동물의 질병을 일으키는 것과 같이 박테리아가 주변 환경과 상호 작용하는 방식에 중요한 역할을합니다. 분자 수준에서 메커니즘을 이해함으로써 우리는 이러한 과정을 억제하기 위해 약물을 개발하기위한 새로운 전략에 대한 통찰력을 얻기를 희망합니다."
Nature Communications에 발표 된이 연구는 T2SS의 구조와 기능을 이해하기위한 새로운 길을 열고 분비 경로를 목표로하는 새로운 치료 전략의 지속적인 개발에 도움이 될 것입니다.
