mikrokompartmenter

Mikrokompartmenter är proteinbaserade organeller som förekommer hos många bakterier och vissa arkéer. De bildar små kapslar som avgränsar specifika enzymreaktioner och därmed koncentrerar substrat och katalysatorer samtidigt som de skyddar cellen från reaktiva mellanprodukter.

Kapseln består av skalproteiner som utgör ett proteinlager runt enzymkomplexen. Dessa proteiner tillhör ofta familjen BMC (bacterial microcompartment) och bildar hexameriska och ibland pentameriska enheter som tillsammans skapar ett poröst skal. Inuti kapseln finns ofta ett eller flera enzymkomplex och enzymerna kan bära kapsulationspeptider som guidar deras förvaring i kapseln.

De mest studerade typerna är carboxysomer, Eut-mikrokompartmenter och Pdu-mikrokompartmenter. Carboxysomer förekommer i cyanobakterier och vissa proteobakterier och försnabbar koldioxidfixering genom att lokalisera RuBisCO och karboxylas nära CO2. Eut- och Pdu-kapslarna metaboliserar ethanolamin respektive propanediol och håller giftiga mellanprodukter som aldehyder åtskilda från cytosolen.

Genetiskt är mikrokompartmenter ofta organiserade i operoner som kodar för både skalproteiner och cargoenzymer. Horizontal genöverföring har spridit BMC-operoner mellan olika bakterier, vilket talar för en anpassning till metaboliska utmaningar där mellanprodukter är giftiga eller där lokalisering ökar effektiviteten.

Forskningen har lett till syntetisk biologi där mikrokapslar används för att inhysa nya metabola vägar eller förbättra biosäkerhet genom kontrollerad lokalisering av reaktioner.