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

Nel mondo microscopico dei batteri esiste un sofisticato macchinario utilizzato per spostare le proteine attraverso la parete cellulare, un processo essenziale per il modo in cui questi organismi interagiscono con il proprio ambiente e si difendono. In certi batteri, inclusi quelli che causano malattie nell'uomo, questo macchinario è noto come sistema di secrezione di tipo VII. Esso agisce come un cancello specializzato incastonato nella membrana, permettendo a specifiche proteine di passare attraverso gli strati esterni e resistenti della cellula. Tra le proteine che viaggiano attraverso questo cancello ci sono le tossine, che possono danneggiare altri batteri, e i loro partner, che aiutano a trasportarle in sicurezza verso l'uscita. Comprendere come questi pezzi si incastrino tra loro è fondamentale perché rivela la meccanica della sopravvivenza e della competizione batterica, offrendo indizi su come queste comunità microscopiche funzionano e su come potrebbero essere fermate.

I ricercatori hanno recentemente concentrato la loro attenzione su un batterio specifico chiamato Mycobacterium abscessus, che utilizza una versione di questo sistema di secrezione per rilasciare una tossina chiamata EatA. Questa tossina è progettata per attaccare le pareti cellulari di altri batteri, prendendo di mira specificamente una sostanza zuccherina chiamata arabinogalattano che forma un guscio protettivo attorno ad essi. Tuttavia, prima che EatA possa essere inviata all'esterno, deve essere accoppiata con due proteine più piccole, TapA1 e TapA2, che appartengono a una famiglia di proteine note per le loro forme elicoidali compatte. Gli scienziati volevano comprendere la struttura fisica di questo trio e come si tengano insieme prima di essere trasportati. Per fare ciò, hanno costruito un modello strutturale del complesso e hanno testato le loro idee apportando piccole e precise modifiche alle proteine per vedere come tali cambiamenti influenzassero la loro capacità di aderire l'una all'altra.

L'indagine ha rivelato che le tre proteine formano un fascio stretto e impilato di filamenti a spirale, una forma che permette loro di incastrarsi saldamente. Questa disposizione suggerisce una base stabile per la tossina prima che venga rilasciata. I ricercatori hanno anche utilizzato la modellazione informatica per prevedere come questo gruppo di tre proteine possa interagire con una seconda coppia di proteine, EsxT ed EsxU, che fanno parte del sistema di secrezione e si ritiene siano necessarie affinché la macchina funzioni. Sebbene i modelli suggerissero una connessione tra il primo gruppo e il secondo, il team è riuscito a confermare solo un legame parziale in laboratorio. Sono stati in grado di dimostrare che una delle piccole proteine partner, TapA2, può interagire fisicamente con EsxT, ma non sono stati in grado di isolare o purificare un complesso completo contenente tutte e cinque le proteine insieme. Ciò significa che, sebbene i pezzi probabilmente si incastrino nella cellula, l'intero assemblaggio rimane difficile da catturare in una provetta, lasciando alcuni dettagli dell'ultimo meccanismo da esplorare ulteriormente.