Определен механизм выявления железа азотфиксирующих бактерий
Москва, 11:47, 17 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Университета восточной Англии выяснили, как азотфиксирующие бактерии улавливают присутствие железа – важного, но смертельного микроэлемента.
Выводы исследования опубликованы в журнале eLife, сообщает phys.org. Некоторые бактерии создают в почве формы азота, пригодные для использования растениями. Флора получает элемент от этих микробов или продуктов распада органики. Фермеры вносят синтетический азот с удобрениями.
Железо требуется почти всем живым существам, но чрезмерное количество металла опасно для них. В здоровых клетках существует много систем, регулирующих баланс элемента. У большинства азотфиксирующих бактерий за это отвечает белок RirA. Чувствуя большое количество металла, он останавливает выработку протеина, притягивающего железо.
RirA содержит кластер из 4 железных и 4 серных атомов. Он действует как датчик доступности металла. Но, до сегодняшнего дня, не было понятно, как работает структура.
Исследователи из УВА, возглавляемые профессором Ником Ле Бруном объединились со специалистами из Эссекского университета для ответа на этот вопрос. Группа использовала масс-спектрометрию с временным разрешением для анализа сенсорных реакций кластера RirA при разных концентрациях металла. Ученые обнаружили «ослабленный» атом железа. При падении уровней металла, он быстро теряется, идя на другие важные клеточные процессы.
Без атома кластер распадается, деактивируя белок. Это позволяет клеткам вырабатывать протеины для захвата железа из окружающей среды. Достаточный уровень металла восстанавливает структуру RirA, прекращая поступление элемента.
Железо-серные структуры присутствуют во многих протеинах. Проект проливает свет на разнообразие их ролей. Он также указывает на потенциал масс-спектрометрии с временным разрешением для глубокого анализа биологических процессов.
«Мы впервые выяснили, как можно использовать кластер для выявления железа, — сказал Ле Брун. – Это – важная составляющая большей загадки, как живые организмы взаимодействуют с железом».
