Proteins Membrane Binding and Pore Formation

تشکیل منافذ غشایی یک راه بسیار موثر برای کشتن سلول ها است. بنابراین جای تعجب نیست که بسیاری از عوامل سمی باکتریایی و یوکاریوتی، پروتئین های منافذ ساز هستند. تشکیل منافذ در غشای هدف فرآیند پیچیده ای است که از چندین مرحله تشکیل شده است. پروتئین‌ها باید به غشای لیپیدی بچسبند، احتمالاً در صفحه غشاء جمع می‌شوند و در نهایت با وارد کردن بخشی از زنجیره پلی‌پپتیدی در دو لایه لیپیدی، منفذی را تشکیل می‌دهند. اطلاعات ساختاری در مورد سموم در هر مرحله برای مطالعات بیوشیمیایی و بیولوژیکی مولکولی که هدف آنها درک چگونگی تشکیل منافذ در سطح مولکولی است ضروری است. در حال حاضر تنها دو استافیلوکوک اورئوس و همولیزین E از اشریشیا کلی وجود دارد. بنابراین، آنچه ما در مورد این پروتئین ها می دانیم طی سال ها آزمایش شدید به دست آمد. با این وجود، در دو سال گذشته، شاهد افزایش قابل توجهی در اطلاعات ساختاری در مورد اشکال محلول پروتئین‌های منفذساز بوده‌ایم. با کمال تعجب، بسیاری از شباهت‌های غیرمنتظره با پروتئین‌های دیگر، با وجود شباهت توالی بسیار کم یا ناچیز، مشاهده شد. به نظر می رسد که اتصال غشای لیپیدی و تشکیل کانال های گذرنده در بسیاری از موارد توسط مجموعه محدودی از ساختارها به دست می آید. این کتاب توضیح می‌دهد که چگونه چندین خانواده سموم تشکیل دهنده منافذ مهم به دوش غشایی دست می‌یابند و از کدام عناصر ساختاری برای تشکیل منافذ گذرنده استفاده می‌شود. بنابراین همکاران ما ابزاری را برای تجزیه و تحلیل مقایسه ای چند خانواده غیر مرتبط ارائه کرده اند.

Formation of transmembrane pores is a very effective way of killing cells. It is thus not surprising that many bacterial and eukaryotic toxic agents are pore-forming proteins. Pore formation in a target membrane is a complex process composed of several steps; proteins need to attach to the lipid membrane, possibly aggregate in the plane of the membrane and finally form a pore by inserting part of the polypeptide chain across the lipid bilayer. Structural information about toxins at each stage is indispensible for the biochemical and molecular biological studies that aim to - derstand how pores are formed at the molecular level. There are currently only two Staphylococcus aureus and hemolysin E from Escherichia coli. Therefore, what we know about these proteins was obtained over many years of intense experimentation. We have nevertheless, in the last couple of years, witnessed a significant rise in structural information on the soluble forms of pore-forming proteins. Surprisingly, many unexpected similarities with other proteins were noted, despite extremely low or insignificant sequence similarity. It appears that lipid membrane binding and formation of transmembrane channels is achieved in many cases by a limited repertoire of structures. This book describes how several of the important pore forming toxin families achieve membrane bi- ing and which structural elements are used for formation of transmembrane pores. Our contributors have thus provided the means for a comparative analysis of several unrelated families.