Membránové kanály proteinových komplexů odvozených od bakteriofágů a sekrečních systémů

Abstract

Bakteriociny odvozené z fágů představují evolučně odvozené proteinové nanostruktury. Genetické vybavení pro tvorbu těchto částic získaly bakterie z bakteriofágů a využívají je k cílené likvidaci blízce příbuzných bakteriálních kmenů. V této práci se zaměřuji na charakterizaci struktury a pórotvorných vlastností fonticinů produkovaných bakterií Pragia fontium. Tato bakterie vytváří kontraktilní částice, které adsorbují na povrch citlivých bakteriálních buněk a pronikají přes bakteriální membrány pravděpodobně během kontrakce. Pórotvornou aktivitu fonticinů jsme potvrdili na živých buňkách ale také in vitro na černých lipidických membránách. Jednotlivé póry mají vodivost 0,78 nS v 1M NaCl. Vodivost je lineárně závislá na rostoucí molární koncentraci roztoku NaCl, což je vlastnost typická pro výrazně velké póry. Fonticiny nejsou iontově selektivní pro Na+ ani Cl− ionty, což je v souladu s předchozími výsledky. Molekuly polyethylenglykolu 3350 o průměru přibližně 3,5 nm mohou vstupovat do lumen póru fonticinů, zatímco větší molekuly již pórem projít nedokážou. Velikost pórů fonticinů byla potvrzena transmisní elektronovou mikroskopií. Terminální spike komplex fonticinového jádra pravděpodobně vytváří selektivní bariéru, která omezuje průchod makromolekul. Pórotvorná aktivita byla testována také u...

Phage tail-like bacteriocins represent evolutionarily adapted protein nanostructures. Bacteria acquired the genetic machinery for the production of these particles from bacteriophages and exploit them for the targeted elimination of closely related bacterial strains. In this work, we focus on the characterization of the structure and pore-forming properties of fonticins produced by Pragia fontium. This bacterium generates contractile particles that adsorb to the surface of susceptible bacterial cells and penetrate their membranes, likely during contraction. The pore-forming activity of fonticins was demonstrated both in living cells and in vitro using black lipid membranes. Single pores display a conductance of 0.78 nS in 1 M NaCl, with conductance increasing linearly with the molar concentration of NaCl-an attribute characteristic of very large pores. Fonticins are not ion-selective for either Na⁺ or Cl⁻ ions, consistent with previous observations. Polyethylene glycol 3350 molecules with an approximate diameter of 3.5 nm can enter the lumen of the fonticin pore, whereas larger molecules are excluded. The pore size of fonticins was further confirmed by transmission electron microscopy. The terminal spike complex of the fonticin core likely forms a selective barrier that restricts the passage of...