Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Bakterien Transporter in ihre äussere Membran einbauen

23.09.2013
Die äussere Hülle von Bakterien ist von unzähligen Proteinen durchsetzt. Sie bilden kleine Poren und ermöglichen so den Transport von Nährstoffen, Giften und Signalmolekülen.

Wie diese Transportproteine in die Membran gelangen, zeigen nun erstmals Prof. Timm Maier und Prof. Sebastian Hiller vom Biozentrum der Universität Basel. Sie klärten mittels Röntgenstrukturanalyse die Struktur-Funktionsbeziehung des Proteins TamA auf, das eine zentrale Rolle bei der Integration von Transportproteinen in die Membran spielt. Die Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift «Nature Structural and Molecular Biology».


Möglicher Mechanismus, wie Bakterien Autotransporter in ihre äussere Membran einbauen. Links: TamA-Proteinstruktur, rechts: TamA mit Autotransporter (orange).

Für bestimmte (gramnegative) Bakterien ist es gar nicht so einfach, Proteine vom Inneren der Zelle nach aussen zu schleusen. Denn zusätzlich zur inneren Membran schützt sie eine äussere Hülle vor widrigen Bedingungen. Diese Barriere können die Bakterien überwinden, indem sie spezielle Transportproteine in die Schutzhülle einbauen. Wie das im Detail geschehen kann, konnten Maier und Hiller, Professoren für Strukturbiologie am Biozentrum der Universität Basel, nun gemeinsam aufklären.

Struktur von Faltungshelfer TamA erklärt seine Funktion
Eine Möglichkeit, Proteine zu befördern, bieten sogenannte Autotransporter. Dabei handelt es sich um Membranproteine, die eine Fassstruktur mit einer Pore bilden, durch die sich die Proteine hinausfädeln können. Für die Faltung und den Einbau von Autotransportern in die äussere Hülle wird jedoch die Hilfe eines weiteren Proteins benötigt. Mittels Röntgenkristallografie entschlüsselten die Autoren der Studie die atomare Struktur des Einbauprotein TamA aus dem Darmbakterium Escherichia coli.

«Das Protein TamA,» erklärt Fabian Gruss, Werner-Siemens-Stipendiat und Erstautor, «bildet ebenfalls ein Fass mit einer Pore. Die Pore ist mit einem Deckel nach aussen hin verschlossen, doch die Seitenwand ist einen Spalt weit geöffnet.» Wird der noch ungefaltete Autotransporter angeliefert, angelt sich TamA ein Ende der Aminosäurekette und integriert sie nach und nach durch den Spalt in der Seitenwand in seine eigene Fassstruktur. Dabei weitet sich das Fass, die Pore wird grösser und eine Öffnung nach aussen entsteht. Durch diese gelangt das Transportgut an die Bakterienoberfläche. Die Ablösung des Autotransporters von TamA beendet den Einbauprozess. «Der Autotransporter¬mechanismus war bis jetzt völlig unklar – mit der Struktur von TamA sehen wir zum ersten Mal, wie der Einbau funktionieren könnte.»

Einbauprozess bei Infektionen wichtig
Zahlreiche Krankheitserreger wie Durchfall verursachende Yersinien, Salmonellen oder der Cholera-Erreger gehören zur Gruppe der gramnegativen Bakterien. Sie setzen mit Hilfe von Autotransportern Gifte oder klebrige Proteine frei, mit denen sie ihre Wirtszellen infizieren. In ihrer Studie konnten Maier und Hiller nun ganz neue Erkenntnisse über den Einbau von Autotransporter-Membranproteinen sowie den Transport ihrer Fracht liefern.

Originalbeitrag

Fabian Gruss, Franziska Zähringer, Roman P. Jakob, Björn M. Burmann, Sebastian Hiller, Timm Maier.
The structural basis of autotransporter translocation by TamA.
Nature Structural and Molecular Biology, Published online 23 September 2013
Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Timm Maier, Biozentrum der Universität Basel, Tel.: +41 61 267 21 76,
E-Mail: timm.maier@unibas.ch
Prof. Dr. Sebastian Hiller, Biozentrum der Universität Basel, Tel.: +41 61 267 20 82, E-Mail: sebastian.hiller@unibas.ch
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/nsmb/journal/vaop/ncurrent/abs/nsmb.2689.html - Abstract

Christoph Dieffenbacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einblick ins geschlossene Enzym
26.06.2017 | Universität Konstanz

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie