Funkční membránové mikrodomény v cytoplazmatické membráně bakterií

Abstract

Funkční membránové mikrodomény jsou strukturní heterogenity v cytoplazmatické membráně bakterií, které dosahují velikosti až několika desítek nanometrů. Svým lipidovým a proteinovým složením i fluiditou se liší od zbytku membrány a do velké míry tak odpovídají eukaryotickým lipidovým raftům. Membránové mikrodomény obsahují strukturní homology eukaryotického flotilinu a také hopanoidy a karotenoidy jako funkční analogy cholesterolu v lipidových raftech eukaryot. V membránových mikrodoménách bakterií jsou lokalizovány proteiny účastnící se buněčného transportu, signalizace, sekrece, tvorby biofilmu nebo sporulace. Funkční membránové mikrodomény bakterií jsou specifickým místem pro vstup některých antibiotik do buňky. Rozrušení funkčních membránových mikrodomén můžeme navíc považovat za nový mechanismus boje proti bakteriálním infekcím způsobených patogeny rezistentními ke stávajícím antibiotikům. V nepřítomnosti membránových domén totiž dochází ke ztrátě aktivity proteinů, které pro svou funkci vyžadují prostředí mikrodomén, což může vést k inhibici růstu bakteriální buňky. Klíčová slova: Funkční membránové mikrodomény, cytoplazmatická membrána bakterií, kardiolipin, hopanoidy, flotiliny, rezistence bakterií k antibiotikům

Functional membrane microdomains are structural heterogeneities in bacterial cytoplasmic membrane with up to few tens of nanometers in size. Same as in the case of eukaryotic lipid rafts the lipid and protein composition and fluidity of bacterial membrane microdomains differ from the rest of the membrane. Membrane microdomains contain the structural analogues of eukaryotic flotilin as well as hopanoids and carotenoids as functional analogues of cholesterol in eukaryotic lipid rafts. In functional membrane microdomains there are located proteins associated with membrane trafficking, signaling, secretion, biofilm formation, and sporulation. Functional membrane microdomains are specific sites for the entry of certain antibiotics into cells. What is more, disassembly of functional membrane microdomains might be regarded as a possible novel mechanism of bacterial infections suppression that is caused by antibiotic resistant bacterial pathogens. In the absence of membrane domains proteins which require for their functions the membrane domain localization lose their activity. This may result in inhibition of bacterial cell growth. Key words: Functional membrane microdomains, bacterial cytoplasmic membrane, cardiolipin, hopanoids, flotilins, antibiotic resistance