El transportador de membrana bacteriano ayuda a los patógenos a esconderse del sistema inmunitario
"Nuestros resultados suponen un verdadero avance, ya que los intentos de descifrar la estructura de un transportador TRAP ya llevaban unos 20 años"
El transporte de sustancias a través de la membrana hacia el interior de la célula está ligado a proteínas transportadoras de membrana específicas. Investigadores del Hospital Universitario de Bonn (UKB) y de la Universidad de Bonn, en colaboración con un equipo internacional, han conseguido ahora dilucidar la estructura molecular de una clase completamente nueva de estos transportadores de membrana. Además de los científicos de Bonn, también han participado investigadores de la Universidad de York. El estudio se ha publicado en la revista Nature Communications.
(desde la izquierda) PD El Dr. Gregor Hagelueken y el Dr. Martin Peter están tras la pista de un ascensor de carga bacteriano en el laboratorio que ayuda a los patógenos a esconderse de nuestro sistema inmunitario.
Johann Saba
Como todas las células, las bacterias están rodeadas por una membrana celular. Esta fina capa de grasa mantiene unidos los nutrientes, el material genético y las proteínas de la célula, lo que le permite sobrevivir. Por otro lado, los nutrientes o las moléculas que sirven como bloques de construcción para la célula, por ejemplo, deben ser capaces de atravesar la membrana, pues de lo contrario la bacteria moriría literalmente de hambre. Para ello, las células utilizan los llamados transportadores de membrana. Se trata de moléculas proteicas que se encuentran en la membrana celular y que realizan complicados movimientos para transportar sustancias a través de la barrera de la membrana. Los llamados transportadores TRAP ayudan a patógenos como Haemophilus influenzae o Vibrio cholerae a mover una pequeña molécula de azúcar llamada ácido siálico a través de la membrana celular. El ácido siálico es muy abundante en los tejidos humanos, y las bacterias pueden literalmente recogerlo con el transportador TRAP e incorporarlo a su pared celular. "Allí, sirve como una especie de manto de invisibilidad para que las bacterias se escondan de nuestro sistema inmunitario", afirma el Dr. Gregor Hagelueken, científico de Bonn.
Ascensor de carga bacteriana en directo
Los investigadores del grupo de Hagelueken, del Instituto de Biología Estructural de la UKB, utilizaron la llamada criomicroscopía electrónica para descifrar la estructura del transportador. "Nuestros resultados representan un verdadero avance, ya que los intentos de descifrar la estructura de un transportador TRAP ya se habían realizado durante unos 20 años", afirma el investigador postdoctoral Martin Peter, de Bonn. Recuerda el momento en que quedó claro que la monumental tarea se había cumplido: "En ese momento, fuimos los primeros en ver un transportador TRAP. Enseguida nos quedó claro cómo funciona la proteína. Sube y baja como un ascensor en la membrana".
En colaboración con el grupo del Prof. Dr. Ulrich Kubitscheck, del Instituto Clausius de Química Física y Teórica de la Universidad de Bonn, los investigadores pudieron observar el transportador en funcionamiento en tiempo real. "El transportador TRAP se encuentra en muchas bacterias causantes de enfermedades", dice Hagelueken, "tal vez en el futuro nuestra estructura pueda ayudar a desarrollar antibióticos para asegurar que el ascensor se quede atascado".
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Publicación original
Martin F. Peter, Jan A. Ruland, Peer Depping, Niels Schneberger, Emmanuele Severi, Jonas Moecking, Karl Gatterdam, Sarah Tindall, Alexandre Durand, Veronika Heinz, Jan Peter Siebrasse, Paul-Albert Koenig, Matthias Geyer, Christine Ziegler, Ulrich Kubitscheck, Gavin H. Thomas & Gregor Hagelueken: Structural and mechanistic analysis of a tripartite ATP-independent periplasmic TRAP transporter; Nature Communications; 2022
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