一些细菌的膜转运蛋白就像货梯一样，通过细胞膜将物质运送到细胞内部。转运蛋白本身跨越细菌膜。就像叉车一样，细菌外部的可溶性蛋白质将物质运送到“升降机”，并在那里卸下货物。货梯将其运送到细胞内部，换句话说，运送到另一层。波恩大学医院(UKB)和波恩大学的研究人员与约克大学的一个研究小组合作，研究了这种转运蛋白与其可溶性底物结合蛋白之间的相互作用。有趣的是，它们在运输过程中精确地相互适应。由于这个过程发生得非常快，研究人员通过特别插入锚，即所谓的二硫化物桥，实际上“堵塞”了电梯。这使他们能够证明只有装载的“叉车”在正确的楼层才适合“电梯”。这使得交通非常有效。这项研究现已发表在该杂志上自然通讯。
像所有的细胞一样，细菌也被细胞膜包围着。这层薄薄的脂质包裹着细胞的营养物质、遗传物质和蛋白质。然而，某些物质必须能够穿过膜。例如，帮助病原体逃避人体免疫反应的物质。为此，诸如流感嗜血杆菌等致病菌具有所谓的atp非依赖性质周(TRAP)转运体。它们有两个非常灵活的跨膜结构域横跨细胞壁。病原体流感嗜血杆菌使用TRAP转运体将唾液酸从其环境转运到细胞内部，然后将唾液酸纳入细菌细胞壁。这种小糖分子在人体组织中很常见。“一旦唾液酸被纳入细菌细胞壁，它就像细菌的伪装帽。这使得它们可以躲避我们的免疫系统，因为它使它们看起来像人体自身的组织，”英国大学结构生物学研究所的格雷戈尔·哈格鲁肯博士说。他也是跨学科研究领域(TRA)的成员。波恩大学的"生命与健康"和免疫感应2卓越集群。
TRAP转运体由一个附加的底物结合蛋白(SBP)支持，该蛋白在细菌膜外寻找唾液酸。一旦这个“叉车”发现了一个糖分子，收缩压就会改变它的形状，并将唾液酸紧紧地结合在一起。该研究的第一作者之一、波恩大学结构生物学研究所的博士生菲利普·亨德里克斯(Philipp Hendricks)说:“这种结合过程可以比作捕蝇草的咔哒声。”
长期以来，人们一直怀疑TRAP转运体识别底物结合蛋白的封闭形式。因此，波恩的研究人员调查了SBP的打开和关闭以及TRAP转运体的上下运动是否实际上是相互耦合的。由于这些运动非常快，Hagelueken的团队使用了所谓的二硫化物工程，一种特殊的生物技术工具，来阻止转运蛋白。第一作者马丁·彼得博士说:“我们把‘电梯’锁在不同的楼层，可以这么说——要么在细胞内部，要么在细胞外部。”曾任结构生物学研究所博士后研究员，现为海德堡大学研究员。
在与波恩大学克劳修斯物理与理论化学研究所Ulrich Kubitscheck教授的实验室合作下，研究人员能够将TRAP转运体整合到人造膜中。利用单分子荧光显微镜，他们能够精确地观察到TRAP转运体和“叉车”之间的结合，从而观察到它们的工作状态。“我们的实验表明，SBP的运动和跨膜升降机的运动确实是相互耦合的，”第一作者Jan A. Ruland说，他是波恩大学克劳修斯研究所的博士后研究员。因此，处于封闭状态的收缩压优先与向内的膜升降机结合，而“开放”的收缩压优先与向外的TRAP转运蛋白结合。“这些关于转运体机制的新见解可能有助于未来开发确保细菌升降机被卡住的抗生素。”这将结束捉迷藏的游戏，我们的免疫系统可以更容易地摧毁细菌，”来自英国大学的哈格鲁肯总结道。
