| Περίληψη |
Πάνω από το 30% του βακτηριακού πρωτεώματος λειτουργεί στην επιφάνεια ή εκτός του κυττάρου στο οποίο παράχθηκε. Για τον λόγο αυτό η εξέλιξη δημιούργησε δεκαέξι μονοπάτια μεταφοράς μεμβρανικών και εκκριτικών πρωτεϊνών. Από αυτά μόνο το Sec μονοπάτι είναι πανταχού παρόν και αναγκαίο για την βιωσιμότητα του βακτηριακού κυττάρου.
Η πλειοψηφία των εκκριτικών πρωτεϊνών που προορίζονται για το περίπλασμα ή την εξωτερική μεμβράνη του βακτηρίου, διαπερνούν την εσωτερική μεμβράνη μέσω της Sec μεταθετάσης. Το ολοένζυμο της μεταθετάσης αποτελείται από το SecYEG κανάλι μετατόπισης και από την ΑΤΡάση του συστήματος, SecA. Το κανάλι μετατόπισης έχει την δυνατότητα να μεταφέρει τις πολυπεπτιδικές αλυσίδες από το κυτταρόπλασμα στο περίπλασμα ή να τις ενθέτει στην λιπιδική διπλοστοιβάδα. Η ΑΤΡάση ωθεί σταδιακά, πραγματοποιώντας κύκλους υδρόλυσης, τις πολυπεπτιδικές αλυσίδες στο κανάλι μετατόπισης. Η εύρεση του τρόπου με τον οποίο οι εκκριτικές πρωτεΐνες στοχεύονται και μετατοπίζονται από την Sec μεταθετάση αποτέλεσε το αντικείμενο της παρούσας διατριβής.
Με την ανάπτυξη κατάλληλων υποστρωμάτων διαπιστώσαμε ότι οι εκκριτικές πρωτεΐνες στοχεύονται μέσω της SecA στο SecYEG κανάλι μετατόπισης. Το ώριμο τμήμα των εκκριτικών πρωτεϊνών είναι αυτό το οποίο αναγνωρίζεται από την ATPάση του συστήματος και σε αυτό οφείλεται η στόχευση των εκκριτικών πρωτεϊνών, αρκεί να βρίσκεται σε μια μη-εγγενή στερεοδιαμόρφωση. Ο τρόπος αυτός στόχευσης είναι ανεξάρτητος του πεπτιδίου σήμα και της σαπερόνης SecB και πιθανόν γενικός για όλα τα βακτήρια.
Μετά την στόχευση του ώριμου τμήματος στο ολοένζυμο της μεταθετάσης το πεπτίδιο σήμα “καταλύει” την μετατόπισή του, μέσω δύο διακριτών συμβάντων. Αρχικά το πεπτίδιο σήμα προκαλεί μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης της μεταθετάσης μέσω της εξασθένησης των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των δύο περιοχών του “DEAD” κινητήρα της SecA. Στην συνέχεια η φυσική παρουσία του πεπτιδίου σήμα στο αυλάκι πρόσδεσης του, στην SecA προκαλεί αποκόλληση των δύο περιοχών του κινητήρα της SecA έτσι ώστε να πραγματοποιηθούν πολλαπλοί κύκλοι υδρόλυσης και εισαγωγής- εξαγωγής της SecA στο κανάλι μετατόπισης, οι οποίοι οδηγούν την μετατόπιση της πολυπεπτιδικής αλυσίδας στο περίπλασμα.
Τα αποτελέσματα της διατριβής αυτής ξεκαθαρίζουν πολλά σημεία της μοριακής βάσης της Sec-εξαρτώμενης μετατόπισης προπρωτεϊνών και προτρέπουν σε μια δραστική αναθεώρηση του δόγματος περί της στόχευσης των εκκριτικών πρωτεϊνών και τον ρόλο των πεπτιδίων σήμα στην μετατόπιση.
|
Μοριακή ανάλυση της στόχευσης και μεταφοράς προπρωτεινών από την Sec Μεταθετάση
