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Aug 12, 2023

BtuB TonB

Nature Communications volume 14, número do artigo: 4714 (2023) Cite este artigo 1 Detalhes da Altmetric Metrics A vitamina B12 (cobalamina) é necessária para a maioria dos micróbios intestinais humanos, muitos dos quais são dependentes

Nature Communications volume 14, número do artigo: 4714 (2023) Citar este artigo

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

A vitamina B12 (cobalamina) é necessária para a maioria dos micróbios intestinais humanos, muitos dos quais dependem da eliminação para obter esta vitamina. Como as densidades bacterianas no intestino são extremamente altas, a competição por esse micronutriente fundamental é intensa. Em contraste com as Enterobactérias, os membros do gênero dominante Bacteroides frequentemente codificam vários transportadores de membrana externa de vitamina B12 BtuB, juntamente com um conjunto conservado de lipoproteínas de ligação a B12 expostas à superfície. Aqui mostramos que os transportadores BtuB de Bacteroides thetaiotaomicron formam complexos estáveis, semelhantes a pedais, com tampas de lipoproteínas BtuG expostas à superfície, que se ligam a B12 com altas afinidades. O fechamento da tampa do BtuG após a captura de B12 causa a desestabilização da B12 ligada por uma alça extracelular conservada de BtuB, causando a translocação da vitamina para BtuB e subsequente transporte. Propomos que a captação de pequenas moléculas assistida por lipoproteínas, dependente de TonB, seja uma característica geral de Bacteroides spp. isso é importante para o sucesso deste gênero na colonização do intestino humano.

A vitamina B12 (cobalamina) é um cofator organometálico complexo e a vitamina 1 mais complexa, consistindo de um anel de corrina contendo um átomo de cobalto no centro, coordenado com um ligante superior (como adenosil ou grupo metil) e um ligante inferior ancorado ao anel através de uma alça de nucleotídeo (Fig. 1a)2. O ligante superior contém a reatividade química, participando diretamente das reações, enquanto o ligante inferior fornece especificidade funcional3,4,5. Existem três famílias diferentes de ligantes inferiores; benzimidazóis, purinas e fenólicos5. A natureza deste ligante é importante, pois enzimas pertencentes a diferentes espécies podem exigir que diferentes ligantes inferiores sejam ativos . A vitamina B12 está envolvida em uma ampla variedade de processos metabólicos e, para muitos organismos, é um cofator essencial para a reação enzimática final da via de biossíntese da l-metionina no citoplasma7,8. Apesar de suas muitas funções nas células eucarióticas e procarióticas, apenas um pequeno grupo de microrganismos é capaz de produzir vitamina B12. No entanto, sua síntese é energeticamente cara, necessitando de aproximadamente 30 etapas enzimáticas9. Como resultado, os microrganismos desenvolveram mecanismos para absorver cobalaminas exógenas, denominada rota de salvamento. Nas bactérias Gram-negativas, a translocação de cobalaminas apresenta desafios, visto que três compartimentos diferentes precisam ser atravessados: a membrana externa (MO), o periplasma e a membrana interna (IM). O sistema de transporte B12 mais bem caracterizado em Gram-negativos é o de Escherichia coli, compreendendo o transportador dependente de OM TonB (TBDT) BtuB, a proteína de ligação periplasmática BtuF e o transportador BtuCD ABC localizado no IM10,11,12.

a Diagramas mostrando as estruturas dos corrinóides usados ​​para cristalografia. O ligante inferior é representado em azul claro na conformação “base-on”. As cadeias laterais do anel corrin são marcadas com letras em vermelho. b Organização genética do sistema de transporte B12 em E. coli (btuBFCD) e os três loci homólogos em B. theta, mostrando as localizações das proteínas BtuB (amarelo), BtuG (azul) e BtuH (rosa), observe que BtuG1 tem um Domínio BtuH fundido. Os triângulos rosa representam riboswitches dependentes de B12 e os terminadores de transcrição de pirulitos pretos. Os transportadores ABC da membrana interna estão em verde. c Gel SDS mostrando faixas rosa fracas, indicadas com um asterisco no painel esquerdo, correspondendo a CNCbl. A amostra fervida também mostra uma faixa de mobilidade menor (~ 15% da amostra) que corresponde à fração de BtuG2 que perdeu CNCbl após a fervura. O painel direito mostra o mesmo gel após coloração com Coomassie (B, fervido; NB, não fervido). Os géis são representativos de três réplicas independentes, géis não cortados nos Dados de Origem. d Representação em desenho animado de BtuG2 (na cor do arco-íris, terminal N em azul) ligado a CNCbl (magenta). Observe que o ligante inferior está apontando para fora (painel direito). e Close dos resíduos formando ligações de hidrogênio (linhas tracejadas pretas) com CNCbl.