BamA es una proteína de barril β , de membrana externa que se encuentra en bacterias Gram-negativas y es el componente principal y vital del complejo de maquinaria de ensamblaje de barril β (BAM) en esas bacterias. [1] El complejo BAM consta de cinco componentes; BamB, BamC, BamD, BamE (todas son lipoproteínas ) y BamA (proteína de membrana externa). [2] [3] [4] [5] Este complejo es responsable de catalizar el plegamiento e inserción de proteínas de barril β en la membrana externa de bacterias Gram-negativas. [6] [7]
Las proteínas de la membrana de barril β solo se pueden encontrar en la membrana externa de las bacterias Gram-negativas y en orgánulos como las mitocondrias y los cloroplastos que evolucionaron a partir de bacterias. [8] [9] En las bacterias Gram-negativas, las proteínas de la membrana externa se sintetizan en el citoplasma y luego se exportan al periplasma mediante la maquinaria de translocon Sec. [10] Luego son escoltadas hasta la superficie interna de la membrana externa por chaperonas moleculares. Finalmente, esas proteínas nacientes interactúan con el complejo BAM y se insertan en la membrana externa como proteínas de barril β. [11]
Según la estructura BamA completamente resuelta de N. gonorrhoeae , BamA tiene un gran dominio periplásmico conectado a un dominio de barril β transmembrana que está hecho de 16 hebras β antiparalelas . [12] Hay cinco dominios asociados a la translocación de polipéptidos (POTRA) que se extienden desde el barril en el dominio periplásmico de BamA. Los estudios actuales sugieren que las cuatro lipoproteínas en el complejo BAM (BamB, BamC, BamD, BamE) se ensamblan en los dominios POTRA de BamA, lo que lo convierte en el componente vital del complejo BAM. La primera y la última o 16.ª hebra β se asocian para cerrar el barril. Los bucles extracelulares (eL) eL4, eL6 y eL7 del barril forman una cúpula sobre el barril al aislar el interior del barril del espacio extracelular y el interior del barril de BamA está completamente vacío.
El borde externo del barril β tiene una superficie hidrofóbica estrecha y reducida y reduce el orden de lípidos y el grosor de la membrana alrededor del barril. La separación transitoria de las hebras β 1 y 16 que están asociadas en el cierre del barril provoca la apertura lateral del barril haciendo una ruta desde la cavidad interior de BamA hacia la membrana externa. El dominio POTRA 5 de BamA se encuentra cerca del barril β e interactúa con los bucles periplásmicos (pL) pL3, pL4, pL5, pL7 y estabiliza la conformación cerrada del barril. Los movimientos de balanceo del dominio POTRA 5 y la falta de interacciones con los pL hacen que se abra el barril. Por lo tanto, los dominios POTRA actúan como una puerta para regular el acceso al interior del barril β. Por lo tanto, hay tres características estructurales asociadas con BamA que regulan la entrada de proteínas de barril β a la membrana externa. Primero, la conformación abierta y cerrada del barril β de BamA. En segundo lugar, el borde hidrófobo estrecho y reducido en la superficie del barril β provoca una desestabilización local de la membrana externa. En tercer lugar, la capacidad de experimentar una apertura lateral del barril mediante la separación transitoria de las hebras 1.ª y 16.ª del barril β.