SbmA/BacA è una proteina della membrana interna presente nei batteri Gram negativi e caratterizzata da omologia di sequenza con i domini transmembrana (TMDs) dei sistemi di trasporto di tipo ABC. Ceppi di E. coli con una delezione completa del gene sbmA mostrano un’aumentata resistenza al peptide antimicrobico Bac7 e ad altri peptidi ricchi in prolina a seguito di una loro ridotta internalizzazione. Gli omologhi di SbmA in altre specie sono essenziali per instaurare un’infezione cronica sia in ospiti di origine vegetale che animale.
Lo scopo del presente lavoro è stato caratterizzare l’organizzazione e la funzione del sistema di trasporto rappresentato da SbmA in E. coli.
Mediante saggi di cromatografia di affinità e di anisotropia a fluorescenza, è stato mostrato come SbmA sia in grado di legare Bac7 senza la necessità di una proteina di legame del substrato (SBP). Inoltre, mediante la tecnica del doppio ibrido in batterio e saggi di crosslinking in vitro, è stato mostrato come SbmA formi dimeri sia in vivo sia in vitro. Saggi di citofluorimetria in presenza di diversi inibitori metabolici indicano come la presenza di un gradiente protonico sia essenziale per garantire il trasporto del peptide attraverso la membrana batterica, trasporto che sembra essere indipendente dall’energia derivata dall’idrolisi dell’ATP.
Allo scopo di identificare possibili interattori di SbmA, è stato analizzato il locus genomico di sbmA ed è stato dimostrato che il gene yaiW, localizzato a valle di sbmA, forma con quest’ultimo un’unica unità trascrizionale. Sebbene i due geni siano cotrascritti, le corrispondenti proteine non sembrano interagire né a livello citoplasmatico né di membrana interna. Tuttavia, l’interazione tra queste due proteine a livello periplasmico non può essere esclusa ed il coinvolgimento di YaiW nell’internalizzazione di Bac7 mediata da SbmA può essere ipotizzato sulla base dell’aumentata resistenza al peptide mostrata dal ceppo con una delezione completa del gene yaiW.
Dal vaglio in vivo dell’intero proteoma di E. coli versus SbmA mediante il sistema BACTH non è stato identificato alcun dominio di legame dell’ATP, rafforzando quindi l’ipotesi che il sistema di trasporto rappresentato da SbmA non richieda l’idrolisi dell’ATP come fonte di energia. Questo studio ha permesso di identificare 9 possibili interattori di SbmA, tra i quali la proteina della membrana interna FieF, coinvolta nell’efflusso di ioni Zn(II) dalla cellula batterica.
E’ stato mostrato come FieF sia coinvolta nell’internalizzazione di Bac7 mediata da SbmA e come l’espressione di sbmA sia modulata dagli ioni Zn(II) in maniera complessa, suggerendo un possibile ruolo per questa proteina nella risposta allo stress da parte del batterio.
Questi risultati suggeriscono come SbmA sia un insolito trasportatore di peptidi derivato dalla famiglia dei trasportatori ABC, che ha successivamente perso e/o cambiato nel corso dell’evoluzione alcune caratteristiche, come ad esempio la necessità di una proteina di legame del substrato o la fonte di energia richiesta per il trasporto dei substrati.
Inoltre, l’interazione osservata tra le due proteine SbmA e FieF potrebbe suggerire un possibile ruolo della prima nel processo di detossificazione dello zinco, attività che potrebbe essere modulata dal legame di un substrato di natura peptidica a SbmA.
Infine, la regolazione dell’espressione di sbmA mediata dagli ioni Zn(II) potrebbe avere un ruolo fisiologico nell’ospite in quanto promuove una maggiore suscettibilità dei batteri ai peptidi antimicrobici ed è in grado di attivare effettori cellulari come i neutrofili.
