Las proteínas de quimiotaxis que aceptan metilo ( MCP , también receptor de aspartato ) son una familia de receptores transmembrana que median la respuesta quimiotáctica en ciertas bacterias entéricas , como Salmonella enterica enterica y Escherichia coli . [3] Estos receptores de quimiotaxis que aceptan metilo son uno de los primeros componentes de las respuestas de excitación sensorial y adaptación en las bacterias, que actúan para alterar el comportamiento de natación tras la detección de sustancias químicas específicas. El uso del MCP permite a las bacterias detectar concentraciones de moléculas en la matriz extracelular para que puedan nadar o girar suavemente en consecuencia. Si la bacteria detecta niveles crecientes de atrayentes ( nutrientes ) o niveles decrecientes de repelentes ( toxinas ), la bacteria continuará nadando hacia adelante o nadando suavemente. Si la bacteria detecta niveles decrecientes de atrayentes o niveles crecientes de repelentes, dará vueltas y se reorientará en una nueva dirección. De esta manera, una bacteria puede nadar hacia los nutrientes y alejarse de las toxinas [4]
Hay muchos tipos diferentes de receptores transmembrana bacterianos de 60 kDa, que comparten topología y mecanismos de señalización similares. Poseen tres dominios: un dominio de unión al ligando periplásmico, dos segmentos transmembrana y un dominio citoplasmático. La estructura del dominio de unión al ligando comprende un haz de cuatro hélices cerrado o parcialmente abierto con un giro hacia la izquierda. La diferencia en la secuencia del dominio de unión al ligando entre receptores refleja las diferentes especificidades del ligando. La unión del ligando provoca un cambio conformacional que se transmite a través de la membrana hasta el dominio de activación citoplasmático. [5]
La diversidad ambiental da lugar a diversidad en los receptores de señalización bacterianos y, en consecuencia, hay muchos genes que codifican las MCP. [6] Por ejemplo, hay cuatro MCP bien caracterizados que se encuentran en Escherichia coli : Tar (taxis hacia el aspartato y la maltosa, lejos del níquel y el cobalto), Tsr (taxis hacia la serina, lejos de la leucina, el indol y los ácidos débiles), Trg (taxis hacia galactosa y ribosa) y Tap (taxis hacia dipéptidos).
Los MCP comparten una estructura y un mecanismo de señalización similares . Las MCP forman dímeros . Tres dímeros de MCP forman espontáneamente trímeros. CheA y CheW complejan los trímeros en redes hexagonales. Las MCP se unen a ligandos directamente o interactúan con proteínas de unión a ligandos , transduciendo la señal a proteínas de señalización posteriores en el citoplasma . La mayoría de las MCP contienen: (a) un péptido señal N-terminal que es una hélice alfa transmembrana en la proteína madura; (b) un dominio de receptor periplásmico (unión a ligando) mal conservado ; (c) una alfa-hélice transmembrana; (d) generalmente uno o más dominios HAMP y (e) un dominio citoplásmico C-terminal altamente conservado que interactúa con componentes de señalización posteriores. El dominio C-terminal contiene los residuos de glutamato metilados .
Las MCP sufren dos modificaciones covalentes : desamidación y metilación reversible en varios residuos de glutamato . Los atrayentes aumentan el nivel de metilación, mientras que los repelentes lo disminuyen. Los grupos metilo son añadidos por la metiltransferasa CheR y son eliminados por la metilesterasa CheB.
La unión de un ligando provoca un cambio conformacional en el receptor MCP que se traduce hacia abajo en la estructura de horquilla e inhibe su sensor quinasa. En la punta de la horquilla hay dos proteínas que se asocian al MCP: CheW y CheA. CheA actúa como sensor quinasa . CheA tiene actividad quinasa y se autofosforila en un residuo de histidilo cuando es activada por la MCP. Se cree que CheW es un transductor de la señal del MCP a CheA. La CheA activada transfiere su grupo fosforilo a CheY, un regulador de respuesta. El CheY fosforilado fosforila el cuerpo basal FliM que está conectado al flagelo . La fosforilación del cuerpo basal actúa como un interruptor flagelar y cambia la dirección de rotación del flagelo. Este cambio de dirección permite la alternancia entre nadar suavemente y dar vueltas, lo que desvía el paseo aleatorio bacteriano hacia el atrayente.
