Characterizing the interaction of a type VII-secreted antimycobacterial toxin with its small helical partner proteins

बैक्टीरिया की सूक्ष्म दुनिया के भीतर, प्रोटीन को कोशिका भित्ति (सेल वॉल) के पार ले जाने के लिए एक परिष्कृत मशीनरी मौजूद है, जो एक ऐसी प्रक्रिया है जो यह निर्धारित करने के लिए आवश्यक है कि ये जीव अपने पर्यावरण के साथ कैसे अंतःक्रिया करते हैं और अपनी रक्षा कैसे करते हैं। कुछ बैक्टीरिया में, जिनमें मनुष्यों में रोग उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया भी शामिल हैं, इस मशीनरी को 'टाइप VII स्राव प्रणाली' (type VII secretion system) के रूप में जाना जाता है। यह झिल्ली में स्थापित एक विशिष्ट द्वार की तरह कार्य करता है, जो विशिष्ट प्रोटीनों को कोशिका की बाहरी कठोर परतों से गुजरने की अनुमति देता है। उन प्रोटीनों में से जो इस द्वार के माध्यम से यात्रा करते हैं, विषैले पदार्थ (टॉक्सिन्स) हैं, जो अन्य बैक्टीरिया को नुकसान पहुँचा सकते हैं, और उनके साथी भी हैं, जो उन्हें सुरक्षित रूप से निकास तक ले जाने में मदद करते हैं। इन टुकड़ों के एक साथ जुड़ने के तरीके को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह बैक्टीरिया के अस्तित्व और प्रतिस्पर्धा की कार्यप्रणाली को प्रकट करता है, जिससे यह सुराग मिलता है कि ये सूक्ष्म समुदाय कैसे कार्य करते हैं और उन्हें कैसे रोका जा सकता है।

शोधकर्ताओं ने हाल ही में 'मायकोबैक्टीरियम एब्सेसस' (Mycobacterium abscessus) नामक एक विशिष्ट बैक्टीरिया पर अपना ध्यान केंद्रित किया है, जो 'ईटा' (EatA) नामक एक विष (टॉक्सिन) को छोड़ने के लिए इस स्राव प्रणाली के एक संस्करण का उपयोग करता है। यह विष अन्य बैक्टीरिया की कोशिका भित्तियों पर हमला करने के लिए बनाया गया है, विशेष रूप से 'एराबिनोगैलेक्टन' (arabinogalactan) नामक एक शर्करा युक्त पदार्थ को लक्षित करता है जो उनके चारों ओर एक सुरक्षात्मक कवच बनाता है। हालांकि, ईटा को बाहर भेजने से पहले, इसे दो छोटे प्रोटीनों, टैपा1 (TapA1) और टैपा2 (TapA2) के साथ जोड़ा जाना चाहिए, जो उन प्रोटीनों के परिवार से संबंधित हैं जो अपने सघन, हेलिकल (सर्पिल) आकार के लिए जाने जाते हैं। वैज्ञानिक इस तिकड़ी की भौतिक संरचना और यह समझना चाहते थे कि परिवहन से पहले वे एक-दूसरे को कैसे थामे रखते हैं। ऐसा करने के लिए, उन्होंने इस जटिल संरचना का एक संरचनात्मक मॉडल बनाया और अपने विचारों का परीक्षण करने के लिए प्रोटीनों में छोटे, सटीक परिवर्तन किए ताकि यह देखा जा सके कि उन परिवर्तनों का उनके आपस में जुड़ने की क्षमता पर क्या प्रभाव पड़ता है।

जांच से पता चला कि तीनों प्रोटीन सर्पिल धागों के एक कड़े, स्टैक्ड बंडल (एक के ऊपर एक व्यवस्थित समूह) बनाते हैं, जो एक ऐसी आकृति है जो उन्हें सुरक्षित रूप से लॉक होने की अनुमति देती है। यह व्यवस्था यह संकेत देती है कि विष को जारी करने से पहले उसके लिए एक स्थिर आधार मौजूद रहता है। शोधकर्ताओं ने कंप्यूटर मॉडलिंग का भी उपयोग किया ताकि यह अनुमान लगाया जा सके कि यह तीन-प्रोटीन समूह प्रोटीनों के एक दूसरे जोड़े, एस्क्सटी (EsxT) और एस्क्सयू (EsxU) के साथ कैसे अंतःक्रिया कर सकता है, जो स्राव प्रणाली का भी हिस्सा हैं और माना जाता है कि मशीन को कार्य करने के लिए आवश्यक हैं। जबकि मॉडलों ने पहले समूह और दूसरे समूह के बीच एक संबंध का सुझाव दिया, टीम केवल प्रयोगशाला में एक आंशिक संबंध की पुष्टि कर सकी। वे यह दिखाने में सक्षम थे कि छोटा साथी प्रोटीन, टैपा2, भौतिक रूप से एस्क्सटी के साथ अंतःक्रिया कर सकता है, लेकिन वे पांचों प्रोटीनों वाले एक पूर्ण जटिल समूह (कॉम्प्लेक्स) को अलग या शुद्ध करने में असमर्थ रहे। इसका अर्थ यह है कि हालांकि ये हिस्से कोशिका के भीतर आपस में जुड़ते होंगे, लेकिन पूर्ण संयोजन को टेस्ट ट्यूब में पकड़ पाना कठिन बना हुआ है, जिससे अंतिम तंत्र के कुछ विवरणों की खोज अभी भी शेष है।