Investigadores de la Universidad de East Anglia han descubierto cómo las bacterias fijadoras de nitrógeno perciben el hierro, un micronutriente esencial pero mortal.
Algunas bacterias naturalmente fijan el nitrógeno del suelo en una forma que las plantas pueden usar. En la naturaleza, la mayoría de las plantas obtienen nitrógeno ya sea de las bacterias del suelo que hacen este trabajo o de plantas y microbios que mueren y reciclan su nitrógeno en el suelo. En la agricultura, el suelo está enriquecido con fertilizantes de nitrógeno sintético.
Prácticamente todas las formas de vida requieren hierro para sobrevivir, pero demasiado metal puede ser catastrófico. En las células sanas, muchos sistemas regulan este delicado equilibrio.
En muchas bacterias fijadoras de nitrógeno, una proteína llamada RirA juega un papel clave en la regulación del hierro. Detecta altos niveles del metal y ayuda a detener la producción de proteínas que aportan más hierro.
RirA contiene un grupo de cuatro átomos de hierro y cuatro de azufre, que actúa como un sensor de disponibilidad de hierro. Pero hasta ahora, no estaba claro exactamente cómo esta estructura de grupo detecta los niveles de hierro en una célula.
El equipo de investigación de la UEA fue dirigido por el profesor Nick Le Brun de la Facultad de Química en colaboración con investigadores de la Universidad de Essex.
Utilizaron una técnica conocida como espectrometría de masas con resolución temporal para examinar la respuesta sensorial del grupo de hierro-azufre de RirA cuando había diferentes niveles de hierro disponibles.
Los resultados revelaron un átomo de hierro 'suelto' en el grupo. Cuando los niveles de hierro caen, este átomo se pierde rápidamente a medida que se elimina para su uso en otros procesos celulares esenciales.
Sin él, el clúster en RirA se colapsa y la proteína se vuelve inactiva, lo que hace que la célula produzca proteínas que le permitan absorber el hierro de su entorno.
Una vez que los niveles de hierro son suficientes nuevamente, RirA recupera su agrupación y se vuelve a activar, deteniendo la producción de proteínas que aportan más hierro.
Los grupos de hierro y azufre son comunes en muchas proteínas, y este trabajo ofrece una nueva visión de sus diversas funciones. También destaca el potencial de utilizar la espectrometría de masas con resolución temporal para examinar los procesos biológicos en profundidad.
El profesor Le Brun dijo: 'Esta investigación proporciona detalles sin precedentes de cómo el grupo de detección de hierro de RirA responde a condiciones bajas de hierro, y establece, por primera vez, cómo se puede usar un grupo de hierro-azufre para detectar el hierro.
"Esta es una pieza importante en el rompecabezas más grande de cómo la vida trata con el hierro, un nutriente que no puede prescindir pero que también debe evitar tener en exceso"
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Materiales proporcionado por Universidad de East Anglia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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