YqgP – detektor a proteolytický regulátor transportéru hořečnatých kationtů v bakterii Bacillus subtilis
3. února 2020
Bacil senný či Bacillus subtilis je nepatogenní půdní bakterie a oblíbený modelový organismus pro výzkum. Protože dostupnost různých minerálních iontů v půdě je poměrně proměnlivá, musí mít způsoby, jak si jejich správnou hladinu hlídat. Jednou z možností je v reakci na různé podmínky měnit množství přenašečů přes membránu, které zajišťují jeho příjem minerálů z okolí. A právě jednoho takového „molekulárního hlídače“ objevili vědci vedení Kvidem Stříšovským z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a Thierrym Doanem z CNRS / Université d’Aix-Marseille a objasnili mechanismus jeho fungování, který uveřejnili v časopise The EMBO Journal.
Tento konkrétní „hlídač“ reguluje příjem hořečnatých iontů a jeho základem je rhomboidní proteáza, tedy enzym, jemuž podobné se vyskytují u téměř všech organismů. Rhomboidní proteáza bacilu, kterou vědci zkoumali, se jmenuje YqgP a příjem hořečnatých iontů kontroluje v situaci, kdy je jich v okolí málo, zato je tam hodně iontů manganatých nebo zinečnatých. Manganaté a zinečnaté ionty se totiž těm hořečnatým chemicky podobají a do buňky bacilu by se jich tak přes hořčíkový přenašeč MgtE mohlo dostat tolik, až by se jimi buňka nakonec přesytila a otrávila. Právě za takových podmínek nastupuje enzym YqgP. Protože je to proteáza, tedy enzym určený k rozbíjení proteinů, dokáže YqgP „přestřihnout“ určité molekuly přenašeče MgtE, a tím jim zabrání v přenášení kovových iontů.
Zajímavým překvapením ovšem bylo, že enzym YqgP má dvojí účinek. Kromě přímé deaktivace přenašeče MgtE jej dokáže deaktivovat také nepřímo, a to tím, že aktivuje jinou proteázu známou jako FtsH. Díky technikám cílené mutageneze se podařilo zjistit, že na tuto druhou aktivitu není ani potřeba, aby enzym YqgP fungoval jako proteáza a „stříhal“ proteiny. Stačí, když je dostupné jeho aktivní místo, a „stříhání“ a „odeslání k recyklaci“ už zajistí FtsH sama. YqgP se tedy chová nejen jako proteáza, ale i jako pseudoproteáza.
Tento dvojí různý účinek není zajímavý jen jako ukázka toho, jak účinnou odezvu na změnu prostředí potřebují půdní bakterie, ale i jako střípek poznání o rhomboidních pseudoproteázách, které se vyskytují v mnoha vyšších organismech včetně člověka, kde hrají roli v rozpoznávání membránových proteinů a modulaci jejich vlastností či jejich extrakci z membrán a degradaci, pokud jsou špatně sbalené.
Původní článek: Began, J.; Cordier, B.; Březinová, J.; Delisle, J.; Hexnerová, R.; Srb, P.; Rampírová, P.; Kožíšek, M.; Baudet, M.; Couté, Y.; , Galinier, A.; Veverka, V.; Doan, T. & Strisovsky, K. Rhomboid Intramembrane Protease YqgP Licenses Bacterial Membrane Protein Quality Control as Adaptor of FtsH AAA Protease. The EMBO Journal 2020. doi:10.15252/embj.2019102935
Čtěte dále...