Las estructuras cryo-EM revelan múltiples etapas de plegamiento de proteínas de la membrana externa bacteriana

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Microbiología

Sus antecedentes:

• Las proteínas transmembrana del barril β son componentes cruciales de la membrana externa de las bacterias Gram negativas.
• Su montaje es facilitado por la máquina de montaje de barril β (BAM), pero el mecanismo de plegado preciso sigue sin estar claro.
• Este proceso ocurre sin una entrada de energía externa aparente, lo que plantea una cuestión biológica significativa.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la dinámica de plegado de un modelo de proteína de barril β (EspP) por el complejo BAM.
• Visualizar los intermedios estructurales y las interacciones durante el proceso de plegamiento de proteínas.
• Investigar el papel de las propiedades de la membrana externa en el ensamblaje de la proteína del barril β.

Principales métodos:

• Se empleó la criomicroscopia electrónica de una sola partícula (crio-EM) para capturar estructuras de alta resolución de EspP durante el plegado.
• Se realizaron experimentos in vivo para evaluar el impacto de la tensión de la membrana externa en el plegamiento del barril β.
• El análisis estructural se centró en la interacción entre EspP, BAM y la membrana circundante.

Principales resultados:

• BAM utiliza el motivo de "señal β" conservado de EspP para la orientación correcta dentro de la membrana externa.
• El plegado procede a través de intermediarios de "barril híbrido" donde las láminas β están vinculadas a la subunidad BamA.
• Las estructuras cryo-EM revelaron una desviación de la membrana alrededor de los intermediarios, lo que sugiere un mecanismo de plegado progresivo hacia BamA.
• La tensión de la membrana externa influye en la velocidad de plegamiento del barril β, lo que indica un papel para la elasticidad de la membrana.

Conclusiones:

• El complejo BAM aprovecha la elasticidad de la membrana externa para facilitar y acelerar el plegamiento de las proteínas del barril β transmembrana.
• Los intermediarios de "barril híbrido" identificados y las interacciones de membrana proporcionan nuevos conocimientos sobre la vía de ensamblaje mediada por BAM.
• Este estudio propone un modelo en el que la elasticidad de OM es un factor clave en el plegamiento eficiente de proteínas en bacterias.