Блог

Aug 02, 2023

Ответ на: Антибиотики и гексагональный порядок во внешней мембране бактерий.

Nature Communications, том 14, номер статьи: 4773 (2023) Цитировать эту статью 861 Доступов 1 Подробности об альтметрических метриках Оригинальная статья была опубликована 9 августа 2023 г. в ответ на сообщение G. Benn et al.

Nature Communications, том 14, номер статьи: 4773 (2023) Цитировать эту статью

861 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Оригинальная статья была опубликована 9 августа 2023 г.

отвечая Г. Бенну и др. Природные коммуникации https://doi.org/10.1038/s41467-023-40275-0 (2023)

Бенн и др. комментируют, что гексагональные решетки, наблюдаемые в участках внешней мембраны (OM) при добавлении полимиксина, могут быть образованы белками внешней мембраны (OMP). Они предполагают, что липополисахариды (ЛПС) выступают над OMP, что может скрывать OMP и препятствовать их визуализации с помощью АСМ. Более того, они предполагают, что полимиксин каким-то образом упорядочивает молекулы ЛПС, так что скрытая решетка ОМП обнаруживается при добавлении полимиксина. Действительно, это или то, что полимиксин вызывает другие биофизические изменения в мембране, являются возможными сценариями, которые могут следовать из нашего исследования1 и которые потребуют дальнейшего изучения, возможно, с более высокими временными или пространственными модальностями визуализации.

На протяжении десятилетий было установлено, что ОМП могут собирать различные плотно упакованные сборки в липидных мембранах, геометрия которых зависит от множества параметров, включая липидный состав, электролиты и протокол инкубации2. Наши мембранные участки везикул внешней мембраны (OMV), нативно выделенных из Escherichia coli и визуализированные с помощью АСМ высокого разрешения, показывают области с различной плотностью OMP, то есть с плотной сборкой OMP, редкой сборкой OMP или почти без каких-либо OMP ( рис. 1а–е). На таких мембранах OMV, а также на тримерах OmpF, искусственно преобразованных в фосфолипидные мембраны в виде кристаллических решеток, можно измерить, что OMP со своими внеклеточными доменами значительно выступают из поверхности мембраны, так что их можно непосредственно визуализировать с помощью сканирующего АСМ-наконечника (рис. 1). В наших OMV плотно упакованные области OMP встречаются реже по сравнению с областями, лишенными OMP, которые предположительно представляют собой только липиды, поскольку они выступают меньше, чем OMP.

a–c АСМ-изображения высоты OMV, собранные из E. coli, сверхэкспрессирующих OMP. Обзорное изображение высоты OMV, обогащенное OMP Tsx8, с помощью АСМ. При адсорбции на слюде OMV раскрывались в виде однослойных мембранных участков. б. Область изображения (а), снятая с более высоким разрешением. Мембрана содержит плотно распределенные частицы, выступающие из мембраны. c Изображение высоты с высоким разрешением, показывающее OMP (одиночные выступы) в плотно расположенных расположениях. г, д Обзорное изображение высоты АСМ OMV, обогащенного OMP BamA9. Плотно упакованные области BamA кажутся выше (желтые, высота 10–15 нм), чем окружающая мембрана (высота 5–8 нм). е Внеклеточная поверхность тримеров OmpF в мембране, содержащей липополисахарид (ЛПС) и липиды E. coli7. g Внеклеточная поверхность атомной модели тримеров OmpF, визуализированная при 3 Å (h, i) АСМ-изображения высоты двумерных решеток поринов OmpF высокого разрешения, собранных в липидных мембранах, содержащих LPS и фосфолипиды5. Внеклеточные домены, образованные длинными петлями OmpF, выступают из мембраны на 1,3 нм. Показаны тримеры OmpF, собранные в прямоугольную (h, 13,5 нм × 8,2 нм) или тригональную (i, 8,2 нм) упаковку. Изображения АСМ представляют собой изображения высот, полученные в буферном растворе. Диапазон яркостей изображений высот АСМ соответствует вертикальному диапазону 16 нм (а), 4 нм (б), 1 нм (в), 30 нм (г, д), ≈ 1-2 нм (е) и 1,5 нм. нм (ч, и). Изображения высот (f, h, i) отображаются в перспективе. Масштабные линейки: 200 нм (а), 50 нм (б) и 20 нм (в), 160 нм (г), 130 нм (д), 10 нм (е) и 5 ​​нм (ж – и). Изображения были взяты из (a – c) исх. 8, (г, д) исх. 9, (е) исх. 7 и (g–i) исх. 5.

При добавлении полимиксинов к таким пластырям OMV мы наблюдали, что большая часть больших участков поверхности, которые раньше были пустыми, покрывалась гексагональными решетками.

Это образование происходит очень похожим образом, независимо от состава ОМФ мембранных участков. OMV, собранные из штамма E. coli дикого типа MG1655 (рис. 2), а также OMV из штамма E. coli BL21(DE3)omp8, из которого были генетически удалены наиболее распространенные OMP, включая OmpF, OmpC и другие, показывают те же решетчатые структуры. Мембраны OMV штамма BL21(DE3)omp8 состоят в основном из липидов, на что указывают АСМ-изображения высоты с низким и высоким разрешением (рис. 1d, e), что соответствует высокой способности этого штамма включать сверхэкспрессированные OMPs3. Мы также наблюдаем те же структуры, когда OMV, собранные из штамма BL21(DE3)omp8, специфически обогащены мономерным OmpG или BamA. Следовательно, образование гексагональных решеток, по-видимому, не требует наличия в большом количестве определенного OMP. Тем не менее очевидно также, что первоначально присутствующие в мембране ОМП каким-то образом включаются в гексагональные решетки, поскольку при добавлении полимиксина мы часто наблюдаем целые участки мембраны, покрытые решетками (рис. 2).