Tokio Elm Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Tsiklik β-1,2-qlükanın ABC daşıyıcısının həll olan maddəni bağlayan zülalı olan Chy400_4166-ya necə bağlandığının ətraflı təhlili, bir çox bakteriyaların bu funksional cəhətdən müxtəlif şəkərlərdən istifadə etmək üçün istifadə etdiyi nəqliyyat mexanizmləri haqqında əsas məlumatlar təqdim edir. Müəllif: Dosent Masahiro Nakajima və Professor Hidetaka Torigoe, Tokio Elm Universiteti, Yaponiya

Şəkərlər çox vaxt sadə enerji mənbələri kimi təqdim olunsa da, onlar həmçinin orqanizmlər arasında qarşılıqlı təsirləri təmin edən struktur cəhətdən mürəkkəb və funksional cəhətdən müxtəlif molekullar kimi xidmət edir. Bunların arasında qlükoza əsaslı polimerlər sinfi olan β-1,2-qlükanlar müxtəlif və bəzən incə rolları ilə seçilir.

Geniş spektrli orqanizmlərdə rast gəlinən bu molekullar bakteriyaların sağ qalması, ev sahibi infeksiyası və simbioz kimi proseslərdə iştirak edir. Məsələn, patogen Brucella abortus, ev sahibi immun hüceyrələri daxilində öz məhvinin qarşısını almaq üçün tsiklik β-1,2-qlükanları yerləşdirir və özünü ev sahibinin müdafiəsindən qoruyur.

Eynilə, Xanthomonas cinsindəki bitki patogenləri Arabidopsis thaliana və Nicotiana benthamiana kimi bitkilərdə infeksiya yaratmaq üçün bu birləşmələrdən istifadə edirlər. Buna görə də, bakteriyaların bu molekulları necə istehsal etdiyini, istifadə etdiyini və daşıdığını anlamaq bitki sağlamlığı və infeksiya biologiyası üçün olduqca vacibdir.

Son illərdə β-1,2-qlükan biologiyası ilə bağlı tədqiqatlar, xüsusən də bu şəkərləri parçalayan fermentlərlə bağlı tədqiqatlar sürətlənib. Lakin bakteriyaların β-1,2-qlükanları membranları vasitəsilə necə idxal və ixrac etməsi məsələsinə az diqqət yetirilib.

Nəqliyyat vacib bir addımdır və sağ qalma strategiyasının əsas elementidir; onsuz bakteriyalar hüceyrə xaricindəki β-1,2-qlükanlara resurs kimi daxil ola bilmir və bu da tam metabolik mənzərəni natamam edir.

Bu günə qədər β-1,2-qlükanlarla əlaqəli bakteriya daşıma sistemlərindən yalnız bir neçəsi öyrənilmişdir və mövcud olan məhdud məlumatlar bu sistemlərin bir-birindən xeyli fərqləndiyini göstərir. Bu, β-1,2-qlükan daşıma biologiyasında əhəmiyyətli müxtəlifliyin hələ kəşf edilmədiyini göstərir.

Bu açıq sualı həll etmək üçün Yaponiyanın Tokio Elm Universitetinin (TUS) Elm və Texnologiya Fakültəsindən dosent Masahiro Nakajima və TUS-dan professor Hidetaka Torigoe-nin rəhbərlik etdiyi bir tədqiqat qrupu, Yaponiyanın Niigata Universitetindən dosent Hiroyuki Nakai ilə birlikdə yeni bir β-1,2-qlükan bağlayan zülal növü müəyyən etdi və struktur olaraq xarakterizə etdi.

Onların “The FEBS Journal” jurnalında dərc olunmuş tədqiqatı, anoksigenik, fototrofik bakteriya Chloroflexus aurantiacus Y-400-fl-dən əldə edilən, xüsusi molekulları hüceyrələrə idxal etmək üçün enerjidən istifadə edən molekulyar maşınlar sinfi olan ABC daşıyıcısının həll olan maddəni bağlayan zülalına (SBP) yönəlib.

Sözügedən Chy400_4166 adlanan SBP zülalı, C. aurantiacus-da çoxsaylı ehtimal olunan β-1,2-qlükan emal edən fermentləri kodlayan bir gen qrupunda yerləşir. Tədqiqatçılar əvvəlcə Chy400_4166-nın β-1,2-qlükanlara bağlanıb-bağlanmadığını yoxlamaq üçün gel sürüşmə analizlərindən istifadə etdilər.

Daha sonra, müxtəlif ölçülü xətti və tsiklik β-1,2-qlükanlar arasında bağlanma gücünü və termodinamik xüsusiyyətləri ölçmək üçün molekulyar bağlanma zamanı ayrılan və ya udulan istiliyi ölçən bir üsul olan izotermik titrləmə kalorimetriyasını (ITC) tətbiq etdilər.

Nəhayət, onlar rentgen kristalloqrafiyasından istifadə edərək Chy400_4166-nın β-1,2-qlükanlarla kompleksdə üçölçülü strukturlarını araşdırdılar və 1,27-dən 1,95 Å-yə qədər atom səviyyəli qətnamələrə nail oldular.

Chy400_4166 həm xətti, həm də tsiklik β-1,2-qlükanlara güclü bağlanma nümayiş etdirdi, lakin arpadan əldə edilən struktur olaraq fərqli β-qlükana bağlanmadı ki, bu da zülalın selektivliyini təsdiqləyir.

Kristal strukturları göstərdi ki, ardıcıl 10 qlükoza vahidi (A–J vahidləri kimi təyin olunur) sınaqdan keçirilmiş bütün substratlar arasında paylaşılan nüvə-bağlanma interfeysini təşkil edir. Xüsusilə bir vahid (vahid G) yüksək dərəcədə qorunan amin turşusu qalıqları ilə möhkəm birləşmişdir və bu bölgəni zülalın funksiyasının mərkəzi kimi göstərir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Bundan əlavə, əvvəllər xarakterizə edilən yeganə β-1,2-qlükan SBP-dən (Listeria innocua-dan) qısa oliqosaxarid zəncirlərinin ucunu tutandan fərqli olaraq, Chy400_4166 tsiklik β-1,2-qlükanlara təsir göstərmək üçün uyğun bir seqment olan daha uzun qlükan zəncirinin orta seqmentinə bağlanır. Chy400_4166 həmçinin müxtəlif ölçülü tsiklik qlükanlara uyğunlaşmaq üçün konformasiyasını dəyişdirə bilən bir qalıq ehtiva edərək maraqlı dərəcədə struktur elastiklik nümayiş etdirir.

Doktor Nakajima vurğulayır ki, “Bu tapıntılar β-1,2-qlükanla əlaqəli bağlayıcı zülallar arasında diqqətəlayiq müxtəlifliyi göstərməsi ilə maraqlıdır”.

Chy400_4166-nın identifikasiyası və xarakteristikası bakteriyaların ekoloji və ev sahibi ilə əlaqəli kontekstlərdə β-1,2-qlükanlarla necə qarşılıqlı təsir göstərdiyini anlamaq üçün birbaşa təsir göstərir. Siklik β-1,2-qlükanlar bir çox patogenlər tərəfindən ev sahibi biologiyasını manipulyasiya etmək üçün istifadə edildiyindən, bu molekullara bağlana bilən zülallar infeksiya proseslərinə potensial müdaxilə nöqtələrini təmsil edir.

Bitkilərə siklik β-1,2-qlükanları rəqabətli şəkildə tətbiq etməklə, infeksiyaya səbəb olmaq üçün bu molekullardan asılı olan patogenlərin infeksiya prosesinə müdaxilə etmək mümkün ola bilər.

Nəticədə, bu yanaşma patogenin sahib orqanizmə hücum etmək qabiliyyətini neytrallaşdıra bilər və bu da bioloji pestisidlərin inkişafına səbəb ola bilər və məhsulun qorunması üçün davamlı və ekoloji cəhətdən təmiz alternativ təklif edə bilər.

Bundan əlavə, tsiklik β-1,2-qlükanlar halqa quruluşları daxilində digər maddələri əhatə edə bildiyindən, bu işdə təsvir edilən nəqliyyat sistemi bu şəkərlərin canlı orqanizmlərin içərisində necə hərəkət etdiyini və fəaliyyət göstərdiyini araşdırmaq üçün əsas ola bilər ki, bu da dərman çatdırılma sistemlərinin inkişafına istiqamət verə bilər.

Həmçinin, bakteriyaların nəqliyyat sistemini anlamaq ətraf mühitin bərpası və qida texnologiyası sahələrində potensial tətbiqlərə malik ola bilər.

Doktor Nakajima yekun olaraq deyir: “Qlükanlara təsir edən fermentlər və zülalların axtarışı ilə hələ çox diqqət çəkməyən qlikanlara diqqət çəkməyə və onların təbiətdəki rolunu və potensial istifadəsini aydınlaşdırmağa çalışırıq”.

“Bu yeni β-1,2-qlükan nəqliyyat sisteminin kəşfi, təbiətdə nadir, lakin geniş yayılmış β-1,2-qlükanın əhəmiyyətini anlamaq üçün mühüm bir addımdır.”

Daha çox məlumat

Kazuya Kato və digərləri, Chloroflexus aurantiacus-dan ABC daşıyıcısı həlledici bağlayan zülal Chy400_4166-da yeni β-1,2-qlükan bağlanma rejiminin struktur və termodinamik təhlilləri, The FEBS Journal (2026). DOI: 10.1111/febs.70576