Microcompartimenten

Microcompartimenten, ook wel bacterial microcompartments genoemd, zijn eiwitgebaseerde, niet-membraanachtige compartimenten die specifieke metabole routes in bacteriën organiseren door enzymen in een proteïneachtige shell te kapselen. Deze compartimenten creëren een geïsoleerde ruimte waarin biochemische reacties efficiënter verlopen en giftige tussenproducten worden vastgehouden of tegengehouden voor de rest van de cel.

Veelvoorkomende typen zijn carboxysomen, die CO2-concentreren ten behoeve van koolstoffixatie door RuBisCO bij cyanobacteriën en bepaalde proteobacteriën, en metabolomen zoals Pdu (propaan-1,2-diol utilizatie) en Eut (ethanolamine-utilisatie). In deze systemen bevinden zich specifieke enzymen in de capsule, terwijl de shell-selectieve poriën laten passeren wat nodig is voor de reacties.

Structuur en samenstelling: microcompartimenten bestaan uit een kring van eiwitachtige bouwstenen die samen een polyhedrale schaal vormen, meestal 80-200 nanometer in diameter. Shellproteïnen vormen hexameren, pentameren en andere subunits en bevatten poriegebieden die small molecules kunnen toelaten of tegenhouden, zodat substraten in en tussen de enzymkampen kunnen bewegen zonder de rest van de cel te bereiken.

Genetica en biogenese: genen voor microcompartimenten worden meestal gegroepeerd in operons (MCP-loci) en codes voor de schaal, kapselcohesie en interne enzymen. De biogenese en regulatie zijn onderwerp van actief onderzoek.

Potentiële toepassingen liggen in biotechnologie en synthetische biologie, waar microcompartimenten als nanoreactoren kunnen worden ontworpen voor gerichte metabole routes of enzym-encapsulatie.