TonB-abhängige Transporter: Regulation, Struktur und Funktion

TonB-abhängige Transporter (TBDTs) sind bakterielle äußere Membranproteine, die ferrische Chelate, sogenannte Siderophore, sowie Vitamin B(12), Nickelkomplexe und Kohlenhydrate binden und transportieren. Der Transportprozess erfordert Energie in Form einer Protonenmotorischen Kraft und ein Komplex aus drei inneren Membranproteinen, TonB-ExbB-ExbD, um diese Energie zur äußeren Membran zu übertragen. Die Siderophor-Substrate variieren in ihrer Komplexität von einfachen kleinen Molekülen wie Citrat bis hin zu großen Proteinen wie Serumtransferrin und Hämoglobin. Da die Eisenaufnahme für fast alle Bakterien lebenswichtig ist, wird die Expression von TBDTs auf verschiedene Weise reguliert, die metallabhängige Regulatoren, σ/Anti-σ-Faktorsysteme, kleine RNAs und sogar einen Riboswitch umfasst. In den letzten Jahren wurden viele neue Strukturen von TBDTs in verschiedenen Zuständen gelöst, was zu einem vollständigerem Verständnis der Siderophor-Selektivität und -Bindung, der Signalübertragung über die äußere Membran und der Wechselwirkung mit dem TonB-ExbB-ExbD-Komplex geführt hat. Der Transportmechanismus bleibt jedoch unklar. In diesem Review fassen wir die jüngsten Fortschritte im Verständnis von Regulation, Struktur und Funktion in TBDTs sowie die verbleibenden Fragen zusammen, die es zu beantworten gilt.