Växelverkan mellan proteiner hjälper Yersiniabakterien orsaka sjukdom

Forskare vid Umeå universitet har tillsammans med ett internationellt team upptäckt en ny mekanism för växelverkan mellan två proteiner som är viktiga för den sjukdomsalstrande förmågan hos bakterien Yersinia pseudotuberculosis.

En vanlig strategi som bakterier har för att orsaka sjukdom är att föra över giftiga proteiner till värdceller hos till exempel människor. Yersinia pseudotuberculosis är en bakterie som kan orsaka mag- och tarminfektioner. Bakterien överför proteiner som kallas Yop (Yersinia outer protein) genom en komplicerad nålliknande struktur som bildar en por i cellmembranet hos värdcellen. Yop-proteiner är uppbyggda av segment som har olika funktioner. YopH-proteinet har ett segment som motverkar immunsvaret hos värdceller. Ett annat segment binder till chaperoner, en typ av proteiner som hjälper andra proteiner att upprätthålla en korrekt struktur, vilket är viktigt för att transportera YopH genom nålstrukturen till värdcellen.

Ett forskarlag som har letts av professor Magnus Wolf-Watz vid Kemiska institutionen har nu upptäckt hur den chaperonbindande delen hos YopH känner igen och växelverkar med proteinet SycH. SycH är ett chapereron vars uppgift är att se till att YopH kan transporteras ut genom nålstrukturen och in i värdcellen.Forskarlaget har upptäckt att den chaperonbinande delen av YopH helt måste tappa sin tredimensionella struktur för att sedan kunna gripa runt SycH-proteinet som en hästsko.

– Denna typ av mekanism för protein-protein-interaktion kan kallas ”kopplad uppveckning och bindning” och har inte iakttagits förut. Genom upptäckten har vi bidragit med en grundläggande förståelse av protein-protein-interaktioner, säger Magnus Wolf-Watz. Detta är viktigt eftersom väldigt många funktioner inuti celler utförs av protein-protein-komplex.

Upptäckten blev möjlig genom att Magnus Wolf-Watz satte samman ett forskarlag från olika länder med olika specialkompetenser. Forskarlaget bestod av gruppledarna Anders Hofer vid Umeå universitet (expert på bestämning av stökiometri hos proteinkomplex), Alexander Schug, Karlsruhe Instituite of Technology (expert på modellering av proteinstrukturer), Dmitri Svergun, EMBL, Hamburg (expert på proteinstrukturbestämning med SAXS-metodik) och Andrew Baldwin, Oxford University (expert på relaxationsmätningar med NMR-spektroskopi).Experimentellt leddes studien av Arun Gupta, före detta postdoktor i Magnus Wolf-Watzs forskargrupp.

Proteinforskning av högsta klass kan bedrivas vid Umeå universitet mycket tack vare de väl utvecklade kristallografi- och NMR-infrastrukturerna som etablerats med stöd från Kempestiftelserna. NMR-faciliteten är en del av den nationella NMR-infrastrukturen ”NMR for life ” www.nmrforlife.se. Även proteinexpertisplattformen (PEP) är en viktig komponent för proteinstudier vid KBC.

Originalartikel:
Gupta, A., Reinartz, I., Karunanithy, G., Spilotros, A., Jonna, V.R.,Hofer, A., Svergun, D., Baldwin, A., Schug, A., and Wolf-Watz, M,Formation of a secretion competent protein complex by a dynamic wrap-around binding mechanism, Journal of Molecular Biology, Volume 430, Issue 18, Part B, 14 September 2018, DOI 10.1016/j.jmb.2018.07.014

Läs artikeln i Journal of Molecular Biology

För mer information, kontakta gärna:

Magnus Wolf-Watz, professor, Kemiska institutionen, Umeå universitet
Telefon: 090-786 76 90
E-post: magnus.wolf-watz@umu.se

Pressfoton för nedladdning