La estructura de los nanocables microbianos revela hemas apilados que transportan electrones a través de micrómetros

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• La biofísica
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Geobacter sulfurreducens utiliza filamentos de proteínas llamados nanocables microbianos para el transporte de electrones de largo alcance (> 10 μm).
• Estos nanocables fueron previamente identificados como pili tipo IV compuestos de la proteína PilA.

Objetivo del estudio:

• Determinar la base estructural del conjunto y la función de los nanocables microbianos en Geobacter sulfurreducens.
• Para aclarar la composición de proteínas responsables de la alta conductividad de estas redes de transporte de electrones.

Principales métodos:

• Se utilizó la microscopía cryoelectrónica para determinar la estructura de alta resolución (3.7 Å) de los nanocables de Geobacter sulfurreducens.
• Se realizaron mediciones comparativas de conductividad en cepas salvajes y mutantes (ΔomcS).

Principales resultados:

• El estudio revela que los nanocables de Geobacter sulfurreducens están compuestos principalmente por el citocromo hexahemo OmcS, no por PilA.
• La estructura muestra una polimerización de largo micrómetro de OmcS, con hemes estrechamente empacados (∼3.5-6 Å) y interfaces únicas entre subunidades.
• Los filamentos OmcS de tipo salvaje exhibieron una conductividad 100 veces mayor en comparación con los filamentos de una cepa ΔomcS.

Conclusiones:

• OmcS es el componente estructural y conductor clave de los nanocables microbianos de Geobacter sulfurreducens.
• El empaque y la coordinación únicos del hemo dentro de los filamentos OmcS explican su notable capacidad de transporte de electrones.
• Este hallazgo proporciona información sobre cómo las bacterias del suelo realizan la respiración extracelular y el intercambio de energía a través de la transferencia de electrones.