Les bactéries à Gram négatif sont capables d'envoyer des protéines à travers leurs membranes externes via une grande machine moléculaire connue sous le nom de système de sécrétion de type II (T2SS). Cette pompe est composée d’environ 15 composants protéiques qui fonctionnent ensemble comme une seringue, permettant aux bactéries d’envoyer des protéines effectrices dans leur environnement.
"En utilisant la cryomicroscopie électronique, nous avons pu visualiser cet assemblage multiprotéique, appelé sécrétine, au niveau moléculaire. La sécrétine forme le canal par lequel les protéines effectrices sont éjectées", a expliqué le Dr Daniel Depo, premier auteur de l'étude. l'article et chercheur postdoctoral à l'OIST.
L’un des défis de l’imagerie des structures biologiques est de les maintenir aussi proches que possible de leur état d’origine. Ceci est particulièrement important pour les complexes protéiques comme la sécrétine, qui sont des structures dynamiques subissant constamment des changements conformationnels.
"Ce qui différencie notre étude des précédentes, c'est que nous avons photographié la sécrétine telle qu'elle fonctionne, dans un processus appelé cryo-piégeage", a déclaré le Dr Depo. "Cette approche nous permet de capturer une série d'instantanés tout au long des différentes étapes du cycle de sécrétion."
Les scientifiques ont utilisé une combinaison de techniques d'imagerie, notamment la cryo-EM à particule unique et la microscopie à force atomique à grande vitesse, pour capturer la structure et la fonction de la sécrétine. Les résultats ont révélé comment la sécrétine forme un canal fermé et comment elle interagit avec les protéines effectrices pour permettre la sécrétion efficace des protéines hors de la cellule.
"Le mécanisme de sécrétion des protéines chez les bactéries Gram-négatives est étudié depuis des décennies", a déclaré le professeur James Hurley, auteur principal de l'article et directeur du centre de cryo-imagerie moléculaire de l'OIST. "Ce processus de sécrétion joue un rôle important dans la manière dont les bactéries interagissent avec leur environnement, en provoquant par exemple des maladies chez les plantes ou les animaux. En comprenant les mécanismes au niveau moléculaire, nous espérons mieux comprendre de nouvelles stratégies permettant de développer des médicaments pour inhiber ces phénomènes. processus."
Cette recherche, publiée dans Nature Communications, ouvre de nouvelles voies pour comprendre la structure et la fonction du T2SS et contribuera au développement continu de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la voie de sécrétion.
