AbpX из Pyrodictium abyssi выявляет кальций-реагирующую семью микробных белков биоматрицы, формирующих термостойкие гидрогели

Эволюционное давление на микробные сообщества, размножающиеся в экстремальных условиях окружающей среды, часто приводит к уникальным структурным адаптациям, способствующим выживанию клеток. В настоящей работе рассматривается AbpX, белок биоматрицы, выявленный в культурах гипертермофильного архея Pyrodictium abyssi. В экс виво и в витро условиях AbpX самоорганизуется в паракристаллическую решетку, состоящую из полужестких фибрилл. Крио-ЭМ-анализ рекомбинантных фибрилл AbpX показывает, что предшественник белка полимеризуется посредством комплементации донорной петли (donor strand complementation, DSC), процесса, ранее описанного для шаперон-ушерных фимбрий у грамотрицательных бактерий. В отличие от описанных DSC-полимеров, AbpX полимеризуется без участия шаперонов в присутствии ионов кальция, которые локализуются на интерфейсе между донорной петлей и принимающей бороздой между протомерами в фибрилле. Сочетая данные крио-ЭМ и кристаллографии, предложена структурная модель решетки AbpX, дающая представление о её потенциальной роли в формировании биопленок. Результаты указывают на то, что координация ионов кальция может способствовать сборке фибрилл и предварительной организации фибрилл для включения в белковую решетку. Биоинформатический анализ показывает, что AbpX представляет собой отдельную и широко распространённую кладу кальций-реагирующих белков биоматрицы в супергруппе TasA, которые можно синтезировать в виде гидрогелевых биоматериалов in vitro в экологически благоприятных условиях.