Photorhabdus luminescens живет в симбиозе с хищными круглыми червями. Бактерия ждет в кишечнике червя, чтобы она напала на насекомое — в этот момент бактерия вступает в игру, выделяя комплексы токсина Tc, которые быстро убивают насекомое. Затем аскариды и бактерии живут вместе в трупе, прежде чем перейти к своей следующей жертве.
«До сих пор мы мало что знали о структуре комплексов Tc», — говорит Стефан Раунсер. «Все, что у нас было, это грубый набросок. Теперь у нас есть изображения, которые даже позволяют нам различать отдельные атомы!» С помощью рентгеновской кристаллографии и электронной криомикроскопии исследователи смогли получить подробные изображения. «Вероятно, нет другой структуры белкового канала, в которой вы действительно могли бы увидеть белок в канале», — говорит Раунсер.Комплексы Tc состоят из трех субъединиц TcA, TcB и TcC.
TcA образует канал, который проникает через клеточную мембрану как инъекция и откладывает токсичный фермент в клетке. Однако ранее было неизвестно, откуда берется энергия для этого.«TcA имеет белковую цепь, состоящую из 48 аминокислот, и она растянута как резинка или пружина», — говорит Раунсер. Если лента или пружина сжимаются, высвобождается энергия, которая проталкивает канал через мембрану.
Этот механизм отличает комплексы Tc от всех других известных порообразующих инъекционных белков, например белков дифтерии и сибирской язвы.Субъединица TcA, кроме того, отвечает за связывание комплекса с клеткой-хозяином; для этой цели он может использовать 20 рецептор-связывающих доменов. «Мы считаем, что четыре из этих доменов всегда окружают один рецептор, тем самым увеличивая силу связывания», — объясняет Раунсер.
Эти рецептор-связывающие домены можно легко удалить или заменить другими доменами. «Это означает, что комплексы Tc могут быть направлены на конкретные клетки, например раковые клетки или другие клетки организма». Как только они достигают этих клеток, комплексы Tc могут вводить им терапевтически эффективные молекулы.
Комплексы Tc, патогенные насекомыми, также могут быть использованы в качестве пестицидов в сельском хозяйстве.