Marine Bakterium wirft ein Licht auf die Kontrolle von toxischen Metallen

Ein Meer lebendes Bakterium zur Verfügung gestellt hat neue Einblicke in, wie schützen sich Zellen durch die toxischen Effekte von Metall-Ionen wie Eisen und Kupfer, in der Forschung geführt durch die Universität von East Anglia (UEA).

Obwohl lebensnotwendig, Metall-Ionen können auch erzeugt reaktive Sauerstoff-Spezies (ROS) — hoch-reaktive Moleküle, die Zellen schädigen, wie Sie versuchen, zu bilden Bindungen mit anderen Molekülen.

Bei Menschen, reaktive Sauerstoff-Spezies verbunden sind, um den Alterungsprozess und Krankheiten wie Krebs.

Zur Verringerung der toxischen Wirkung von Eisen, eine Familie von Proteinen namens ferritins entgiften und speichern Sie die Metall-Ionen innerhalb Ihrer Fußball-förmigen protein-shell, die Erzeugung einer sicheren, aber zugänglichen Einlage, die gezeichnet werden können, auf die sich die Zelle, wenn Eisen in der Umgebung knapp wird.

Arbeiten mit Forschern an der University of Essex und der Scripps-Institut in Kalifornien, das UEA-team haben entdeckt, wie man ein ferritin in einem bestimmten marinen Bakterium gelingt, bei der Durchführung dieser Entgiftung.

Ungewöhnlich, das Bakterium produziert das ferritin in Reaktion auf hohe Konzentrationen von Kupfer, nicht Eisen.

Das team entdeckte, dass es keine direkte Interaktion zwischen ferritin und Kupfer, sondern das ferritin katalysiert eine neue Art von Reaktion, die zwischen Sauerstoff und Eisen. Das erzeugt eine form von ferritin, das eine verbesserte Fähigkeit zu entgiften ROS direkt, während auch die Durchführung der Eisen-Speicherung und Entgiftung Rollen.

Prof Nick Le Brun, aus UEA ‚ s School of Chemistry, sagte: „Wir glauben, dass die Eisen beteiligt an diesem neuen Weg wurde verdrängt von anderen Eisen-haltigen Proteinen durch das Kupfer, und das Bakterium schafft es, die Toxizität der vertriebenen Eisen, die durch die Herstellung der ferritin. Diese von besonderem Interesse, da das ferritin beteiligten sich mehr ähnelt denen in Tiere als in anderen Bakterien.“

Diese Art von Prozess bisher noch nicht gesichtet worden von Wissenschaftlern und bestätigt, dass es viele verschiedene ferritin-Mechanismen in verschiedenen Organismen.

Dr. Dima Svistunenko, von der University of Essex, sagte: „Die Chemie zwischen Eisen und O2 erzeugt schädlichen ROS, wurde untersucht, in vielen Systemen, und dazu gehören auch eine Reihe von ferritins aus einer Reihe von Organismen. Aber hier sahen wir Reaktivität, die ganz neu ist, zeigt eine beispiellose Entgiftung Prozess, der long-range electron transfer über das protein-Molekül.“

Eine Suche in genomischen Datenbanken durchgeführt, die durch das team zeigte auch, dass viele andere ähnliche marine Bakterien produzieren ähnliche ferritins unter den Bedingungen von stress.

Das team plant jetzt, um zu erweitern Ihre Forschung zu untersuchen, wie weit verbreitet der neue Mechanismus ist.

„Keine der bisher untersuchten ferritins, oder in der Tat Eisen-Enzyme im Allgemeinen, reagieren auf die Art und Weise dieser neu entdeckte ferritin macht,“ sagte Prof Le Brun.

„Dieser Roman die Chemie stellt nicht nur einen Durchbruch für unser Verständnis der natürlichen anti-Oxidantien-Prozesse, es zeigt auch neue Möglichkeiten für die Zukunft entwickelt Biokatalysatoren könnten, zum Beispiel, finden Verwendung in der Arzneimittel-Entwicklung.“