Bases estructurales para la adquisición de nutrientes por los miembros dominantes de la microbiota intestinal humana

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Biología estructural
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• La microbiota del colon juega un papel crucial en la salud y la nutrición humanas.
• Los miembros del filo Bacteroidetes degradan los glicanos dietéticos utilizando los loci de utilización de los polisacáridos, como el sistema de utilización del almidón (sus).
• La importación de membrana externa se basa en transportadores similares a SusC y lipoproteínas similares a SusD, formando complejos SusCD con funciones en gran medida desconocidas.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo de la translocación de nutrientes a través de la membrana externa por los complejos SusCD en Bacteroides thetaiotaomicron.
• Determinar la base estructural para la importación de sustratos mediados por estos transportadores bacterianos esenciales.

Principales métodos:

• Cristalografía de rayos X para obtener estructuras de alta resolución de dos complejos SusCD distintos.
• Simulaciones de dinámica molecular para analizar la dinámica de las proteínas y la translocación de sustratos.
• Electrofisiología de un solo canal para estudiar la actividad del transportador.

Principales resultados:

• Los transportadores de SusC forman homodímeros, con cada protómero cubierto por SusD, creando una cavidad de unión de ligando en la interfaz.
• Se reveló un mecanismo de "pedal bin", donde SusD se somete a un movimiento similar a una bisagra para exponer el sitio de unión de los sustratos extracelulares.
• La unión de ligandos ocurre dentro de una gran cavidad excluida de disolvente en la interfaz SusC-SusD.

Conclusiones:

• El estudio revela un nuevo mecanismo de "pedal bin" para la importación de nutrientes por los complejos SusCD de la membrana externa bacteriana.
• Estos hallazgos ofrecen información mecanicista sobre cómo las bacterias intestinales adquieren nutrientes, cruciales para comprender la simbiosis humano-microbiota.
• Los datos estructurales y dinámicos proporcionan una base para futuros estudios sobre la especificidad del sustrato y la regulación del transportador.