Рецепторы на поверхности бактериальных клеток объединены в структуру, напоминающую пчелиные соты: такая организация позволяет точно определять уровень сигнала и по возможности усиливать его при передаче по сигнальной цепи внутрь клетки.
Бактерии получают информацию об изменениях в окружающей среде с помощью рецепторных молекул. Для этой цели у них есть белки-рецепторы, реагирующие на изменение кислотности, температуры, концентрации кислорода, питательных веществ, химических сигналов, выделяемых другими бактериями. Обычно разговор о них ведётся в единственном числе. То есть, например, кислотный рецептор чувствует, что кислотность среды повысилась. Рецепторный белок модифицирует специальный фермент, тот взаимодействует с другим, другой — с третьим, наконец, дело доходит до белков, управляющих бактериальным жгутиком. Запускается мотор, и бактерия уплывает из кислых вод.
Но тут возникает вопрос: как микроорганизм определяет меру опасности? Как бактерия постигает силу раздражения? Естественно, у неё много таких кислотных рецепторов. С другой стороны, сигнал часто нужно провести через усилитель внутри клетки, иначе он просто не сработает, даже если концентрация кислоты снаружи будет опасной. Исследователи из Корнеллского университета (США) решили узнать, как организованы у бактерий рецепторные молекулы и связанные с ними ферменты, передающие сигнал дальше по цепи. Рентгеноструктурный анализ позволил реконструировать рецепторный блок с точностью до одного нанометра.
Оказалось, что рецепторные блоки организованы подобно пчелиным сотам: на поверхности клетки они образуют сцепленные между собой шестиугольники.
В каждой вершине такого шестиугольника находится блок из трёх рецепторных молекул. Эти тройки рецепторов соединены между собой структурными белками и ферментами. Таким образом устанавливаются кооперативные отношения между многими рецепторами и связанными с ними сигнальными ферментами. Такая сотовая сеть позволяет весьма точно определять изменения в среде и усиливать, если нужно, сигнал, даже если его спровоцировало ничтожное число молекул.
Результаты экспериментов учёные собираются опубликовать в журнале PNAS. По их словам, такую структуру можно увидеть не только в искусственно выращенном кристалле из рецепторных белков, но и на поверхности бактериальной клетки, на неразрушенной мембране. Хотя, безусловно, следует помнить, что у живой клетки эта рецепторная сеть вряд ли жёстко закреплена и рецепторные комплексы могут отклоняться от правильных шестиугольников.
Авторы считают, что эти данные могли бы пригодиться при разработке новых лекарственных средств, которые могут разрушать рецепторную сеть бактерий и таким образом мешать им адаптироваться к лечению.
http://science.compulenta.ru/662732/ |
