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Aug 02, 2023

Responder para: Antibióticos e ordem hexagonal na membrana externa bacteriana

Nature Communications volume 14, número do artigo: 4773 (2023) Citar este artigo 861 Acessos 1 Detalhes da Altmetric Metrics O artigo original foi publicado em 09 de agosto de 2023 respondendo a G. Benn et al.

Nature Communications volume 14, número do artigo: 4773 (2023) Citar este artigo

861 Acessos

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

O Artigo Original foi publicado em 09 de agosto de 2023

respondendo a G. Benn et al. Comunicações da Natureza https://doi.org/10.1038/s41467-023-40275-0 (2023)

Benn et al. comentam que as redes hexagonais observadas em manchas de membrana externa (OM) após a adição de polimixina podem ser formadas por proteínas de membrana externa (OMPs). Eles assumem que os lipopolissacarídeos (LPS) se projetam acima dos OMPs, o que pode ocultar os OMPs e impedir que sejam visualizados pelo AFM. Além disso, eles especulam que a polimixina de alguma forma ordena as moléculas de LPS, de modo que a rede OMP oculta é revelada após a adição da polimixina. Na verdade, isto, ou que a polimixina induz outras alterações biofísicas na membrana, são cenários possíveis que poderiam decorrer do nosso estudo1 e que exigirão uma investigação mais aprofundada, possivelmente com modalidades de imagem temporais ou espaciais mais elevadas.

Foi estabelecido há décadas que os OMPs podem montar diferentes conjuntos densamente compactados em membranas lipídicas, cuja geometria depende de múltiplos parâmetros, incluindo composição lipídica, eletrólitos e protocolo de incubação2. Nossas manchas de membrana de vesículas de membrana externa (OMVs) liberadas nativamente de Escherichia coli e fotografadas por AFM de alta resolução mostram regiões de diferentes densidades de OMP, ou seja, com montagem densa de OMPs, montagem esparsa de OMPs ou quase desprovidas de quaisquer OMPs ( Figura 1a-f). A partir de tais membranas OMV, bem como de trímeros OmpF reconstituídos artificialmente em membranas fosfolipídicas como redes cristalinas, pode-se medir que os OMPs se projetam consideravelmente com seus domínios extracelulares da superfície da membrana, de modo que podem ser diretamente visualizados pela ponta de varredura do AFM (Fig. 1). Nas nossas OMVs, as regiões densamente compactadas de OMPs são mais raras em comparação com regiões desprovidas de OMPs, que presumivelmente são apenas lipídios porque se projetam menos que as OMPs.

imagens de altura a – c AFM de OMVs coletadas de E. coli superexpressando OMPs. uma visão geral da imagem de altura AFM de um OMV enriquecido no OMP Tsx8. Após a adsorção à mica, as OMVs abriram como manchas de membrana de camada única. b Região de (a) fotografada em resolução mais alta. A membrana contém partículas densamente distribuídas que se projetam da membrana. c Imagem de altura de alta resolução revelando OMPs (protrusões únicas) em arranjos densamente compactados. d, e Visão geral Imagem de altura AFM de um OMV enriquecido no OMP BamA9. As áreas densamente compactadas de BamA parecem mais altas (amarelo, alturas de 10–15 nm) do que a membrana circundante (alturas de 5–8 nm). f Superfície extracelular de trímeros OmpF em uma membrana contendo lipopolissacarídeo (LPS) e lipídios de E. coli7. g Superfície extracelular do modelo atômico de trímeros OmpF renderizados em 3 Å (h, i) Imagens de altura AFM de alta resolução de redes OmpF de porina 2D montadas em membranas lipídicas contendo LPS e fosfolipídios . Os domínios extracelulares formados pelas longas alças OmpF projetam-se 1,3 nm da membrana. São mostrados trímeros OmpF montados em arranjos de empacotamento retangulares (h, 13,5 nm × 8,2 nm) ou trigonais (i, 8,2 nm). As imagens AFM representam imagens de altura obtidas em solução tampão. A faixa de brilho das imagens de altura AFM corresponde a uma faixa vertical de 16 nm (a), 4 nm (b), 1 nm (c), 30 nm (d, e), ≈ 1-2 nm (f) e 1,5 nm (h, eu). Imagens de altura (f, h, i) são exibidas como vistas em perspectiva. Barras de escala, 200 nm (a), 50 nm (b) e 20 nm (c), 160 nm (d), 130 nm (e), 10 nm (f) e 5 nm (g – i). As imagens foram tiradas de (a – c) ref. 8, (d, e) ref. 9, (f) ref. 7, e (g – i) ref. 5.

Após a adição de polimixinas a tais manchas de OMV, observamos que a maioria das grandes áreas superficiais que antes estavam vazias foram cobertas por redes hexagonais.

Esta formação ocorre de maneira muito semelhante, independentemente da composição de OMP dos remendos de membrana. OMVs coletados da cepa MG1655 de tipo selvagem de E. coli (Fig. 2), bem como OMVs da cepa BL21 (DE3) omp8 de E. coli, dos quais os OMPs mais abundantes, incluindo OmpF, OmpC e outros foram geneticamente deletados, mostram as mesmas estruturas de rede. As membranas OMV da cepa BL21 (DE3) omp8 compreendem principalmente lipídios, conforme indicado por imagens de altura AFM de baixa e alta resolução (Fig. 1d, e), e em linha com a alta capacidade desta cepa de incorporar OMPs superexpressas3. Também observamos as mesmas estruturas quando as OMVs coletadas da cepa BL21 (DE3) omp8 são especificamente enriquecidas com OmpG ou BamA monomérico. Portanto, a formação de redes hexagonais não parece exigir que um OMP específico esteja presente em grande abundância. No entanto, também está claro que as OMPs inicialmente presentes na membrana estão de alguma forma incluídas nas redes hexagonais porque frequentemente observamos manchas inteiras de membrana cobertas por redes após a adição de polimixina (Fig. 2).