The ABC of ECF transporters : discovery and initial characterization of ECF-type ATP-binding casette (ABC) importers

Abstract

Josy ter Beek heeft een nieuwe klasse transporteiwitten in de celmembraan ontdekt en gekarakteriseerd. Aangezien deze transporter alleen door bacteriën wordt gebruikt en voor het transport van verscheidene belangrijke stoffen zorgt, kan informatie over deze nieuwe klasse transporters in de toekomst worden gebruikt in het ontwerp van nieuwe antiobiotica die specifiek deze transporter kunnen blokkeren. Alle levende wezens zijn opgebouwd uit cellen. Alle cellen zijn omgeven door een membraan, die de inhoud van de cel scheidt van de omgeving. Elke cel moet, om te kunnen overleven, (groei-)stoffen opnemen uit de omgeving en andere (afval-)stoffen uitscheiden. Daarom zijn er in de membraan allerlei transporteiwitten aanwezig. De nieuwe klasse transporters die Ter Beek heeft ontdekt en gekarakteriseerd maakt deel uit van een bekende groep transporters die stoffen over het membraan pompen met energie uit adenosinetrifosfaat (ATP). Transporters van deze groep bestaan altijd uit twee eiwitten in het membraan en twee eiwitten aan de binnenkant van de cel, die samenwerken. De nieuwe klasse komt alleen voor in bacteriën en is belangrijk voor de import van vitamines. Het verschil met deze nieuwe klasse en de twee klasses van importers die al bekend waren is dat ze geen gebruik maken van een extra eiwit aan de buitenkant van de cel om de te transporteren stof te binden. In plaats daarvan is één van de eiwitten in het membraan erin gespecialiseerd om de te transporteren stof te binden. Wat deze transporters bovendien bijzonder maakt, is dat het eiwit dat de stof bindt, kan worden uitgewisseld voor een ander eiwit dat een andere stof bindt. Hierdoor kan de module van de overige drie eiwitten verschillende stoffen transporteren. De energiemodule uit Lactococcus lactis kan samenwerken met wel acht verschillende eiwitten. Welke van deze verschillende eiwitten gebonden is aan de energiemodule, kan in de tijd veranderen. Eiwitten die de te transporteren vitamine gebonden hebben, binden effectiever aan de energiemodule dan eiwitten zonder gebonden vitamine. Ook vond Ter Beek dat de verschillende eiwitten, die verschillende stoffen binden, dezelfde eiwitvouwing blijken te hebben. Dit verklaart hoe ze met dezelfde module kunnen samenwerken. Door, in samenwerking met andere onderzoekers uit de groep, de eiwitvouwing van twee verschillende eiwitten op te helderen en te vergelijken kon zij een hypothese opstellen over de verwachte bindingsplaats met de energiemodule en een mogelijk transportmechanisme. Jozy ter Beek has discovered and characterized a new class of transporters. All living creatures are built up from cells. All cells are surrounded by a membrane that protects the inside of the cell from the outside. To survive, every cell has to take up (growth-)substances from its surroundings and excrete other (waste-)substances. To accomplish this many transport-proteins are present in the membrane. The new class of transporters Ter Beek has discovered and characterized is part of a large group of transporters that uses the energy from adenosine triphosphate to pump substances across the cell membrane. Transporters of this group always consist of two proteins in the membrane and two proteins on the inside of the cell that work together. The new class of transporters only exists in bacteria and is important for the import of vitamins. The difference between the newly discovered class and the two other known classes of importers is that they do not use an additional protein at the outside of the cell to bind the substance that has to be transported. Instead, one of the proteins in the membrane is specialized to bind the substance. The other thing that makes these transporters stand out is that the protein that binds the substance can be exchanged by another protein that binds another substance. In this way a variety of substances can be transported. Since these transporters only exist in bacteria and are used to transport various important substances, information on these transporters can in the future be used for the design of antibiotics.