Elke cel is omgeven door een membraan, dat zorgt voor het interne biochemische milieu en regelt de uitwisseling van stoffen met zijn omgeving. In elk celmembraan er zijn een groot aantal transporteurs die slechts één soort molecuul doorlaten. In het geval van zeer kleine moleculen, zoals water, de verantwoordelijke transporters vormen kleine poriën in het membraan, die onmiddellijk na het proces verdwijnen. Maar hoe worden duizenden keren grotere eiwitten door membranen getransporteerd zonder dat er een groot lek ontstaat?

In een recente studie, een team onder leiding van Prof. Dr. Matthias Müller van het Institute for Biochemistry and Molecular Biology en het speciale onderzoeksgebied 746 samen met Prof. Dr. Bettina Warscheid van het Institute of Biology II en het Cluster of Excellence BIOSS Center for Biological Signalling Studies bij de Universiteit van Freiburg ontdekte details over de structuur van zo'n transporter voor eiwitmoleculen. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Tijdschrift voor biologische chemie .

De onderzoekers bestudeerden de zogenaamde Tat-transporter die in het celmembraan van bacteriën voorkomt en bepaalde eiwitten exporteert, de Tat-substraten, uit hen. De transporter bestaat uit drie componenten genaamd TatA, TatB en TatC. Ze zijn in rusttoestand over het membraan verdeeld en worden alleen tot een actieve transporter geassembleerd wanneer een Tat-substraat aan TatC bindt. Er is tot nu toe weinig bekend over hoe de drie componenten samensmelten.

In een eerdere studie, de onderzoekers hadden ontdekt dat de chemische stof dicyclohexylcarbodiimide (DCCD) het Tat-transport blokkeerde. De wetenschappers hebben nu een specifieke positie op TatC geïdentificeerd die chemisch kan worden gewijzigd door DCCD, wat op zijn beurt contact met het Tat-substraat remt. De positie bevindt zich niet op het TatC-oppervlak, maar eerder in een deel dat diep in het membraan verborgen is. Dus, DCCD remt de primaire koppeling van het Tat-substraat niet, maar eerder de diepe penetratie in het membraan langs het TatC-molecuul. Dus, de teams konden aantonen dat de assemblage van verschillende TatC- en TatB-componenten een holte creëert waarin het Tat-substraat vanaf één kant van het membraan wordt ingevoegd. Het is pas in de volgende stap, die nog moet worden uitgelegd, dat deze holte naar buiten opengaat waarvoor TatA dan nodig is.

De Tat-transporter zou in de toekomst kunnen dienen om nieuwe soorten antibiotica te ontwikkelen:sommige bacteriën die schadelijk zijn voor de mens gebruiken het Tat-transport om eiwitmoleculen te exporteren waarmee ze contact leggen met menselijke gastheercellen. Ideaal, een antibioticum zou alleen het metabolisme van bacteriën moeten remmen en niet dat van patiënten. Omdat de Tat-transporter niet voorkomt in menselijke cellen, het zou dus een geschikt antibioticumdoelwit zijn.