Bővülő flagellum

      2 hozzászólás Bővülő flagellum című bejegyzéshez

Ma a Helicobacter pylori nevű baktérium ostorát vesszük górcső alá. Ez a jószág emberi kórokozó is lehet, a gyomorfekély egyik fő oka, most minket mégsem ez érdekel, hanem a flagelluma, ami eléggé hasonlít az E. coli hasonló fehérjekomplexéhez, úgy tűnik, hogy az E. coliban megismert módon épül föl, itt is fontos szerepet játszik a FlhB fehérje az összeszerelésében.

A vad típusú sejtek mozognak, ez látható az A ábrán. Ha deletálják az egész flhB gént, a jószág mozgásképtelenné válik (C ábra). Ha ennek a génnek csak az úgynevezett CC domént kódoló szakaszát távolítják el, a sejtek mozgása azonos a vad típusú sejtekével (D ábra). Ez azért furcsa, mert S. entricában az FlhB CC doménjének deléciója mozgásképtelen sejteket eredményez. Mivel a szerzőket éppen az érdekelte, hogy mi az FlhB fehérje szerepe a flagellum működésében, utánajártak ennek a furcsaságnak, vagyis hogyan működhet zavartalanul ez a csonka FlhB fehérje is?

 

Ma a Helicobacter pylori nevű baktérium ostorát vesszük górcső alá. Ez a jószág emberi kórokozó is lehet, a gyomorfekély egyik fő oka, most minket mégsem ez érdekel, hanem a flagelluma, ami eléggé hasonlít az E. coli hasonló fehérjekomplexéhez, úgy tűnik, hogy az E. coliban megismert módon épül föl, itt is fontos szerepet játszik a FlhB fehérje az összeszerelésében.

A vad típusú sejtek mozognak, ez látható az A ábrán. Ha deletálják az egész flhB gént, a jószág mozgásképtelenné válik (C ábra). Ha ennek a génnek csak az úgynevezett CC domént kódoló szakaszát távolítják el, a sejtek mozgása azonos a vad típusú sejtekével (D ábra). Ez azért furcsa, mert S. entricában az FlhB CC doménjének deléciója mozgásképtelen sejteket eredményez. Mivel a szerzőket éppen az érdekelte, hogy mi az FlhB fehérje szerepe a flagellum működésében, utánajártak ennek a furcsaságnak, vagyis hogyan működhet zavartalanul ez a csonka FlhB fehérje is?

 

A H. pylori genom kódol egy fehérjét, amit ők HP1575 néven emlegetnek és ami olyan 38% homológiát mutat az FlhB fehérje CC doménjével. A baktériumokban a flagellumot felépítő fehérjéket kódoló gének azonos promóter szabályozása alatt állnak, közvetlenül egymás mellett helyezkednek el a kromoszómán, azaz operonokat alkotnak, ezt a HP1575 fehérjét kódoló gén pedig a flagellumot felépítő fehérjéket kódoló génektől távolabb található a kromoszómán, egy olyan operon részét képezi, aminek nincs semmilyen ismert szerepe sem a flagellum működésében. Éppen ezért eredetileg azt feltételezték róla, hogy egy ABC transzporter eleme. Ezzel tökéletesen összhangban van a tény, hogy a HP1575 gén deléciója után a sejtek vígan mozogtak tovább (B ábra). Még elektronmikroszkópos képeket is készítettek, ezekről a sejtekről amikről azt állapították meg, hogy a vad típusúval egyezik a flagellumuk.

Ez így azért nem olyan meglepő, adott egy flagellumfehérje, az FlhB, aminek egy rövidebb változata is tökéletesen működik és adott egy másik fehérje, a HP1575, aminek semmi köze ehhez a fehérjekomplexhez, így a hiánya sem zavarja a működését. A meglepő az, ha megnézzük a kettős mutánsok viselkedését, vagyis ha hiányzik az FlhB fehérje CC doménje és a sejtben nincs HP1575 fehérje sem, akkor a sejtek mozgásképtelenné válnak (E ábra), sőt az elektronmikroszkópos képeken látható, hogy flagellumaik sincsenek. Hogy kizárják azt a halvány eshetőséget, hogy valamilyen háttérmutáció hatását látják, ezekbe a kettős mutáns sejtekbe újra bejuttatták a HP1575 gént és azt tapasztalták, hogy ezek a sejtek mozgásképesek, flagellumaik is láthatóak (F ábra). Ebből egyértelműen látszik, hogy ez a bizonyos HP1575 fehérje helyettesíteni tudja a kieső FlhB CC domént.

A központi kérdés nyilván az, hogy akkor mi is ez a HP1575? A közlemény szerzői úgy érvelnek, hogy az flhB gén duplikációjával keletkezett, aminek valamilyen szerepe van az FlhB működésében, ezt arra alapozzák, hogy ismert genomokat nézve csak ott találtak HP1575 homológot, ahol az flhB gén is jelen volt. Ennek azonban apró szépséghibája, hogy a vizsgált genomok felében volt csak meg az flhB gén mellett a HP1575 homológ is, a többiben, például az E. coliban és a S. entericában csak flhB gén található, HP1575 homológ nem. (Ez magyarázza, miért mozgásképtelen az S. enterica, ha hiányzik az FlhB CC doménje.) A másik furcsaság, hogy ez a gén a H. pyloriban egy másik operon tagja, bár elképzelhető, hogy az egész operon valamilyen módon a flagellum működéséhez kell. Ez a kérdés nem dönthető el ennyi adatból.

A mi számunkra azért érdekes ez a fehérje, mert modellt mutat arra, hogyan bővülhet lépésenként egy alegységgel egy “egyszerűsíthetetlenül összetett” fehérjekomplex is. Ha ugyanis megnézzük a vad típusú H. pylorit, ott a HP1575 hiánya nem okoz zavart. Vagyis ha lefordítjuk az ÉRTEM tolvajnyelvére: Nem része az EÖ rendszernek, mert ha eltávolítjuk, a rendszer tovább működik. Sőt tulajdonképpen azt sem tudjuk, hogy egyáltalán valami köze van –e hozzá, a megléte vagy hiánya közömbös. Az egyetlen furcsa benne, hogy részben át tudja venni az FlbH működését. Ellenben ha megnézzük azt a jószágot, ami egy rövidebb FlhB fehérjét termel, ott a HP1575 már része az EÖ rendszernek, hiszen ha eltávolítjuk, mozgásképtelenné válik. Vagyis ez itt egy példa arra, hogyan lehetséges hogy egy EÖ rendszerhez egy új fehérje csatlakozik (=lépésenként bővül) működőképes köztes alakokon keresztül, úgy, hogy a rendszer végig EÖ marad. Mindehhez egy egyszerű deléció, szükséges, ami eltávolítja az FlhB fehérjéből a CC domént, vagyis annyi, hogy egy mutáció hatására az FlhB fehérje megrövidüljön. Ugye, hogy nincs ebben semmi csodálatos dolog ráadásul végképp nem lehetetlen?

 

Wand M. E., R., Sockett E., Evans K. J., Doherty N., Sharp P. M., Hardie K. R., Winzer K. (2006): Helicobacter pylori FlhB Function: the FlhB C-Terminal Homologue HP1575 Acts as a “Spare Part” To Permit Flagellar Export When the HP0770 FlhBCC Domain Is Deleted; JOURNAL OF BACTERIOLOGY, Nov. 2006, p. 7531–7541

Sexcomb

 

 

2 thoughts on “Bővülő flagellum

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük