Actieve opname van zink door bacterie

Onderzoekers van de RUG hebben samen met collega’s van het Britse MRC Laboratory of Molecular Biology de structuur opgehelderd van een zinktransportsysteem in bacteriën. Daarvoor gebruikten zij onder meer cryo-elektronenmicroscopie, de techniek waar dit jaar de Nobelprijs Chemie naar toe ging. De resultaten zijn op 3 november gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Iedere cel heeft metalen nodig, zoals zink, kobalt of ijzer. Maar alleen in heel kleine hoeveelheden, want ze zijn ook giftig. Om de hoeveelheid metalen nauwkeurig te kunnen reguleren zijn cellen uitgerust met transportsystemen waarmee ze metalen kunnen opnemen of uitscheiden. Het is van belang te begrijpen hoe bacteriën de concentratie van dit soort metalen op het juiste peil houden: de systemen die dat doen zijn mogelijke doelwitten voor antibiotica.

Kanaaltjes

Onderzoekers van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) onder leiding van Albert Guskov hebben met hun collega’s van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge de structuur en de functie onderzocht van ZntB, een eiwit dat zink transport verzorgd in verschillende soorten bacteriën.

Dit eiwit hoort bij een uitgebreide familie van zogeheten CorA-eiwitten, die doorgaans een rol spelen bij magnesiumtransport door de celmembraan heen. Deze eiwitten vormen kanaaltjes door de celmembraan waar magnesium-ionen doorheen stromen. Maar het nieuwe onderzoek met ZntB liet zien dat dit geen passieve kanaaltje is, maar functioneert als actieve transporteur van zink. Het eiwit importeert zink en dit transport is gekoppeld aan de export van protonen.

Verrassend

Deze ontdekking was verrassend, omdat de structuur van het passieve CorA kanaal en het actieve transporteiwit ZntB sterk overeen komt. Het onderzoek laat dus zien hoe eiwitten met vergelijkbare structuur kunnen evolueren om verschillende substraten te transporteren met heel verschillende mechanismen.

Referentie: Cornelius Gati, Artem Stetsenko, Dirk J. Slotboom, Sjors H. W. Scheres & Albert Guskov, The structural basis of proton driven zinc transport by ZntB. Nature Communications, 3 November, DOI 10.1038/s41467-017-01483-7