Structural and functional characterization of the antimicrobial peptide transporter SbmA
| Promotie: | T.W. Ettema, BSc |
| Wanneer: | 10 juni 2025 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotors: | prof. dr. D.J. (Dirk) Slotboom, prof. dr. B. (Bert) Poolman |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Structurele en functionele karakterisering van de antimicrobiële peptide-transporter SbmA
Promovendus Thijs Ettema: ‘Transporteiwitten zijn van essentieel belang voor de cellulaire functie, en SbmA, een uniek bacterieel transporteiwit, valt op door zijn vermogen om een breed scala aan antimicrobiële peptiden op te nemen, ondanks het ontbreken van ATP-hydrolyserende domeinen die typisch zijn voor ABC-transporters. Oorspronkelijk geïdentificeerd in E. coli als transporteur van microcine B17, vertoont SbmA structurele gelijkenis met type IV ABC-transporters, maar functioneert het onafhankelijk van ATP. Structurele studies, waaronder cryo-EM, tonen aan dat SbmA een hydrofiele holte bevat die diverse substraten kan binden en conformationele veranderingen ondergaat die afwisselende toegang vanuit het periplasma en cytoplasma mogelijk maken.
Evolutie-analyses suggereren dat SbmA waarschijnlijk is geëvolueerd uit volledige ABC-transporters zoals YddA, waarbij het zijn nucleotidebindende domeinen verloor. Functionele studies bevestigden dat bepaalde transmembraanregio’s, met name TM6a/b, essentieel zijn voor de conformationele flexibiliteit die nodig is voor transport. Protonering van specifieke residuen kan deze overgangen beïnvloeden, al blijft de precieze rol van protonen onduidelijk.
Een nieuwe in vitro assay op basis van proteoliposomen werd ontwikkeld om het door SbmA-gemedieerde peptide-transport te observeren, met gebruik van een fluorescente reporters. Dit toonde aan dat noch pH-gradiënt noch membraanpotentiaal transport significant beïnvloedden, wat de hypothese van passieve diffusie ondersteunt. Een V102G-mutant vertoonde verstoringen in de structurele integriteit, wat meer inzicht gaf in de conformationele dynamiek.
SbmA vertegenwoordigt dus een evolutionair afwijkende, ATP-onafhankelijke transporter met brede substraatopname. De werking berust waarschijnlijk op intrinsieke conformationele cycli in plaats van substraatgestuurde overgangen. De ontwikkelde assay en structurele inzichten bieden een waardevol uitgangspunt voor toekomstig onderzoek naar transporterfunctie, evolutie en mogelijke biotechnologische toepassingen.’