Ogni cellula è circondata da una membrana, che assicura l'ambiente biochimico interno e regola lo scambio di sostanze con l'ambiente circostante. In ogni membrana cellulare, esistono numerosi trasportatori che consentono il passaggio di un solo tipo di molecola. Nel caso di molecole molto piccole, come l'acqua, i trasportatori responsabili formano minuscoli pori nella membrana, che scompaiono subito dopo il processo. Ma come vengono trasportate le proteine ​​migliaia di volte più grandi attraverso le membrane senza creare una grande perdita?

In un recente studio, un team guidato dal Prof. Dr. Matthias Müller presso l'Istituto di Biochimica e Biologia Molecolare e l'area di ricerca speciale 746 insieme alla Prof. Dr. Bettina Warscheid presso l'Istituto di Biologia II e il Cluster of Excellence BIOSS Center for Biological Signaling Studies a l'Università di Friburgo ha scoperto dettagli sulla struttura di un tale trasportatore per le molecole proteiche. I loro risultati sono stati pubblicati in Journal of Biological Chemistry .

I ricercatori hanno studiato il cosiddetto trasportatore Tat che esiste nella membrana cellulare dei batteri ed esporta determinate proteine, i substrati Tat, fuori di loro. Il trasportatore è costituito da tre componenti denominati TatA, TatB e TatC. Sono distribuiti in tutta la membrana in uno stato di riposo e si assemblano in un trasportatore attivo solo quando un substrato Tat si lega a TatC. Finora si sa poco su come si fondono le tre componenti.

In uno studio precedente, i ricercatori avevano scoperto che la dicicloesilcarbodiimmide chimica (DCCD) bloccava il trasporto Tat. Gli scienziati hanno ora identificato una posizione specifica su TatC che può essere alterata chimicamente dal DCCD, che a sua volta inibisce il contatto con il substrato Tat. La posizione non si trova sulla superficie TatC, ma piuttosto in una parte nascosta nel profondo della membrana. Così, DCCD non inibisce l'aggancio primario del substrato Tat, ma piuttosto la sua profonda penetrazione nella membrana lungo la molecola TatC. Così, i team sono stati in grado di dimostrare che l'assemblaggio di diversi componenti TatC e TatB crea una cavità in cui il substrato Tat si inserisce da un lato della membrana. È solo nel passaggio successivo, che deve ancora essere spiegato, che questa cavità si apre verso l'esterno per cui è poi necessario TatA.

Il trasportatore Tat potrebbe servire a sviluppare nuovi tipi di antibiotici in futuro:alcuni batteri dannosi per l'uomo utilizzano il trasporto Tat per esportare molecole proteiche con il cui aiuto stabiliscono un contatto con le cellule ospiti umane. Idealmente, un antibiotico dovrebbe inibire solo il metabolismo dei batteri e non quello dei pazienti. Poiché il trasportatore Tat non si trova nelle cellule umane, sarebbe quindi un obiettivo antibiotico adatto.