Varje cell är omgiven av ett membran, som säkerställer den inre biokemiska miljön och reglerar utbytet av ämnen med sin omgivning. I varje cellmembran, det finns ett stort antal transportörer som tillåter endast en sorts molekyl att passera igenom. När det gäller mycket små molekyler, som vatten, de ansvariga transportörerna bildar små porer i membranet, som försvinner direkt efter processen. Men hur transporteras proteiner som är tusentals gånger större genom membran utan att skapa ett stort läckage?

I en nyligen genomförd studie, ett team ledd av Prof. Dr. Matthias Müller vid Institutet för biokemi och molekylärbiologi och det särskilda forskningsområdet 746 tillsammans med Prof. Dr. Bettina Warscheid vid Institutet för Biologi II och Cluster of Excellence BIOSS Center for Biological Signaling Studies vid universitetet i Freiburg upptäckte detaljer om strukturen hos en sådan transportör för proteinmolekyler. Deras resultat har publicerats i Journal of Biological Chemistry .

Forskarna studerade den så kallade Tat-transportören som finns i bakteriers cellmembran och exporterar vissa proteiner, Tat-substraten, av dem. Transportören består av tre komponenter som kallas TatA, TatB och TatC. De är fördelade genom membranet i vilande tillstånd och samlas endast till en aktiv transportör när ett Tat-substrat binder till TatC. Än så länge är lite känt om hur de tre komponenterna smälter samman.

I en tidigare studie, forskarna hade funnit att kemikalien dicyklohexylkarbodiimid (DCCD) blockerade Tat-transporten. Forskarna har nu identifierat en specifik position på TatC som kan förändras kemiskt av DCCD, vilket i sin tur hämmar kontakt med Tat-substratet. Positionen är inte placerad på TatC-ytan, utan snarare i en del gömd djupt inuti hinnan. Således, DCCD hämmar inte den primära dockningen av Tat-substratet, utan snarare dess djupa penetration in i membranet längs TatC-molekylen. Således, teamen kunde visa att sammansättningen av flera TatC- och TatB-komponenter skapar en hålighet i vilken Tat-substratet sätts in från ena sidan av membranet. Det är bara i nästa steg, som fortfarande måste förklaras, att denna hålighet öppnar sig till utsidan för vilken TatA då är nödvändig.

Tat-transportören kan tjäna till att utveckla nya typer av antibiotika i framtiden:Vissa bakterier som är skadliga för människor använder Tat-transporten för att exportera proteinmolekyler med vars hjälp de etablerar kontakt med mänskliga värdceller. Helst ett antibiotikum ska bara hämma metabolismen av bakterier och inte hos patienter. Eftersom Tat-transportören inte förekommer i mänskliga celler, det skulle således vara ett lämpligt antibiotikamål.