В Университете Осаки получили криоЭМ-структуру P-кольца жгутика Salmonella на удлинённом стержне
P-кольцо удерживается на стержне как слегка эллиптическое наклонное кольцо. Сборка L-кольца отрывает его, и остаётся втулка для вращающегося стержня, сообщили авторы.
Исследователи Университета Осаки под руководством Кэйити Намбы (старший автор) определили криоЭМ-структуру P-кольца жгутикового мотора Salmonella, собранного на полистержне, необычно удлинённом стержне. Работа опубликована в Communications Biology в 2026 году. P-кольцо оказалось слегка эллиптическим и наклонённым на 2,7° относительно оси стержня nature.com
Communications Biologynature.comОткрыть источник ↗.
Бактериальный жгутик обеспечивает плавание и состоит более чем из 30 разных белков. Его LP-кольцо работает как втулка вокруг стержня, выполняющего роль приводного вала, и поддерживает быстрое вращение при малом трении. L-кольцо, P-кольцо и дистальный стержень состоят из FlgH, FlgI и FlgG соответственно.
Порядок сборки LP-кольца
Первым образуется P-кольцо: оно собирается вокруг дистального стержня и остаётся плотно прикреплённым к нему, пока над ним не соберётся L-кольцо. P-кольцо формируют мономеры FlgI. Мономеры FlgH транслоцируются во внешнюю мембрану и собираются на P-кольце после того, как стержень вырос и прошёл через слой пептидогликана.
В зрелом моторе стержень вращается внутри LP-кольца без физического контакта. Как кольцо точно позиционируется при сборке и как потом освобождается от стержня, оставалось неясным, отметила первый автор Томоко Ямагути.
Структура промежуточного состояния сборки
Чтобы зафиксировать промежуточное состояние, команда изучила комплекс полистержня с P-кольцами (PaPR), в котором несколько P-колец собираются вокруг генетически изменённых удлинённых стержней. Одночастичный криоЭМ-анализ показал, что эллиптическая наклонная форма увеличивает площадь контакта с поверхностью стержня, и кольцо связывается в определённом месте стержня nature.com
Communications Biologynature.comОткрыть источник ↗.
В PaPR P-кольцо наклонено примерно на 3° относительно оси стержня и слегка эллиптично. В базальном теле, то есть в зрелой форме, P-кольцо перпендикулярно оси стержня и почти идеально круглое.
Когда L-кольцо формируется на наклонном P-кольце, между L-кольцом и стержнем возникают стерические столкновения. По данным авторов, они отделяют P-кольцо от поверхности стержня и позволяют ему принять круглую форму, так что LP-кольцо становится рабочей втулкой вокруг свободно вращающегося стержня.
Намба отметил, что искусственное воспроизведение самостоятельной сборки сложной биомолекулярной машины остаётся серьёзной технологической задачей, тогда как бактериальный жгутик решает её путём самоорганизации.
