Estructura y montaje de un poro de gasdermina bacteriana

Área de la Ciencia:

• Biología estructural
• Biología molecular
• Biología celular

Sus antecedentes:

• Las proteínas de gasdermina (GSDM) median la piroptosis, una vía de muerte celular programada crucial para la defensa del huésped contra los patógenos.
• Si bien los poros GSDM humanos y de ratón están bien caracterizados, el mecanismo de orientación de la membrana y la formación de poros, así como sus orígenes evolutivos, siguen siendo en gran medida desconocidos.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo y el origen evolutivo de la formación de poros gasdermin.
• Investigar la diversidad estructural y el ensamblaje de los poros bacterianos GSDM (bGSDM).
• Para entender el papel de las antiguas modificaciones post-traduccionales en la muerte celular programada.

Principales métodos:

• Microscopía criolectrónica (crio-EM) para determinar la estructura de un poro bacteriano de GSDM.
• Ingeniería de GSDM bacterianos para la activación proteolítica específica del sitio.
• Simulaciones de dinámica molecular y ensayos celulares para analizar el montaje y la función de los poros.
• Análisis de los poros de bGSDM en un entorno de lípidos nativos.

Principales resultados:

• Diversas proteínas bacterianas GSDM forman poros de diferentes tamaños, incluidos ensamblajes excepcionalmente grandes que superan los 50 protómeros.
• Una estructura cryo-EM de un Vitiosangium bGSDM reveló una conformación oligomérica activa parecida a la de un slinky.
• Se construyó un modelo a nivel atómico de un poro bGSDM de 52 mer, detallando su estructura en un entorno lipídico nativo.
• Se propuso un modelo escalonado para el ensamblaje de poros GSDM, destacando el papel de la palmitoilación en la inserción de la membrana.

Conclusiones:

• Los poros bacterianos de GSDM exhiben una diversidad estructural significativa, ampliando el rango conocido de tamaños de ensamblaje de GSDM.
• Un mecanismo conservado para el ensamblaje de poros GSDM se conserva en todas las especies, lo que sugiere un origen antiguo.
• Los hallazgos proporcionan información sobre la evolución de la muerte celular programada y la función de las modificaciones lipídicas en la actividad de GSDM.