以結構的角度探討 b-barrel膜蛋白的合成

Nicholas Noinaj, Adam J. Kuszak, James C. Gumbart, Petra Lukacik, Hoshing Chang, Nicole C. Easley, Trevor Lithgow & Susan K. Buchanan

Nature. 501 (2013) 385-390

Speaker: Yong-Siang Cao (曹詠翔)                     Time: 14:00~15:00, Feb.19,2014

Commentator: Dr. Shang-Rung Wu (吳尚蓉 老師)   Place: Room 601

摘要

膜蛋白有許多種重要的功能，比方說電子攜帶者、離子通道、以及輸送者。對於a-helical膜蛋白嵌入膜的機制目前已經有很多研究被發表，但是對於b-barrel膜蛋白比較少被研究(1)。b-barrel膜蛋白存在於革蘭氏陰性菌的外層膜以及從細菌演化來的真核生物胞器 (2)。在革蘭氏陰性菌中新合成的外層膜蛋白是在細胞質內合成，新合成的外層膜蛋白藉由BAM複合體(由BamA, BamB, BamC, BamD, BamE和多肽轉移相關區域)摺疊及插入外層膜中。BAM複合體的結構除了BamA以外都被解出來了，但整體BAM複合體的功能還不清楚。在本研究中，作者解出Neisseria gonorrhoeae和Haemophilus ducreyi的BamA結構來解釋BAM複合體的分子作用機制。在BamA的結構中，有很大的細胞間質區附著在有16個鏈的跨膜b-barrel區域。BamA可以藉由loop 6的結構改變和POTRA移動催化b-barrels膜蛋白進入外層膜。新生成的外層膜蛋白藉由BamA的b-barrel區域進入外層膜。本篇研究讓我們了解細菌新生成的外層膜蛋白如何進入外層膜。而在未來需要做的工作是了解在真核生物中是否也有相似的作用機制。

參考文獻

1.     Dalbey, R. E., Wang, P. & Kuhn, A. Assembly of bacterial inner membrane proteins.Annu. Rev. Biochem. 80, 161–187 (2011).

2.     Webb, C. T., Heinz, E. & Lithgow, T. Evolution of the b-barrel assembly machinery.Trends Microbiol. 20, 612–620 (2012).

3.     Tommassen, J. Assembly of outer-membrane proteins in bacteria and mitochondria. Microbiology 156, 2587–2596 (2010).