Cellens exportsystem för proteiner kartlagt

I en fantastisk process kan hela färdigveckade proteiner transporteras genom cellens hölje, membranet, utan att det uppstår läckage av joner eller andra små molekyler. Den detaljerade strukturen av transportsystemets centrala komponent har nu bestämts av forskare vid Stockholms universitet i samarbete med grupper vid University of Oxford i England. Resultaten har publicerats i en artikel i tidskriften Nature.

Levande celler måste kunna transportera proteiner eftersom de behövs på flera olika platser men bara tillverkas i en del av cellen. Vissa proteiner exporteras också ut ur cellen. Processen är viktig för såväl cellens normala funktion som sjukdomsframkallande mekanismer hos bakterier och bioteknologiska tillämpningar.

Det finns olika system för att flytta proteiner över membran, det s.k. Sec-systemet exporterar oveckade proteiner genom att trä dem som ett långt snöre genom en kanal i membranet. Tat-systemet, å andra sidan, exporterar hela färdigveckade proteiner genom membranet. Detta är ett mycket komplicerat problem eftersom de färdiga proteinerna har större diameter och dessutom är olika stora. Trots detta måste transporten ske utan läckage av betydligt mindre molekyler eller joner.

– Det är en fascinerande process som kräver ett dynamiskt transportkomplex som ändrar sammansättning och form som del av sin funktion. Det gör också systemet svårstuderat och projektet har flyttats mellan olika grupper med olika expertis för att lösa de problem som uppstått på vägen, säger docent Martin Högbom som lett den svenska delen av studien vid centrum för Biomembranforskning, institutionen för Biokemi och Biofysik, Stockholms Universitet.

Strukturen av transportkomplexets centrala komponent, TatC, har bestämts med röntgenkristallografi. Från strukturen kan forskarna i detalj beskriva var proteinet som skall transporteras binder och modellera hur de andra ingående komponenterna i transportkomplexet interagerar.

– Vi är fortfarande en bra bit från att förstå hela transportmekanismen i detalj, men en stor bit av pusslet har fallit på plats, säger Martin Högbom.

Artikeln i Nature: Structure of the TatC core of the twin arginine protein transport system, DOI: 10.1038/nature11683

Ytterligare information
Martin Högbom, Centrum för Biomembranforskning, Inst för Biokemi och Biofysik, Stockholms universitet, tfn 08-16 21 10, e-post hogbom@dbb.su.se

Martin Högbom är en av fem unga framgångsrika forskare som utnämnts till Wallenberg Academy Fellows med placering vid Stockholms universitet.  Läs mer om Fem Wallenberg Academy Fellows till Stockholms universitet