Dps

Dps on bakteereissa esiintyvä proteiiniperhe. Dps on lyhenne englannista: DNA-binding protein from starved cells eli DNA:han sitoutuva nälkiintyneiden solujen proteiini. Nimensä mukaisesti osa Dps-proteiineista sitoutuu DNA:han. Dps-proteiinit suojaavat bakteeria stressitilanteissa muodostamalla DNA:n ympärille suojaavan rakenteen ja/tai sitomalla itseensä rautaa.

Raudan sidonta

Vapaa rauta muodostaa solussa haitallisia reaktiivisia happiyhdisteitä reagoidessaan vetyperoksidin kanssa. Esimerkiksi hydroksyyliradikaali syntyy niin kutsutussa Fenton-reaktiossa:

Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + OH· + OH⁻

Hapellisessa ympäristössä elävä solu ei voi välttyä vetyperoksidilta. Myös rauta on miltei kaikille eliöille välttämätön alkuaine, sillä se on tärkeä osa muun muassa hengitysketjua. Nämä kaksi, vetyperoksidi ja rauta yhdessä kuitenkin muodostavat solulle uhan. Niinpä vetyperoksidista pyritään pääsemään eroon ja rautaa varastoidaan muun muassa ferritiineihin ja Dps-proteiineihin.

Rakenne

Dps-proteiinin rakenne.

Dps-proteiinit koostuvat 12 samanlaisesta alayksiköstä. Kukin alayksikkö muodostuu neljästä α-kierteestä. Keskellä on ontto ydin, johon rauta (rautaa sitovissa perheenjäsenissä) varastoituu. Rauta siirtyy ytimeen proteiinin pinnalla sijaitsevien aukkojen kautta. Matkalla ytimeen kahdenarvoinen rauta (Fe²⁺) hapettuu kolmenarvoiseksi (Fe³⁺).

Dps-proteiinien rakenne muistuttaa lähes kaikissa eliöissä esiintyvien ferritiinien rakennetta. Ferritiinit varastoivat rautaa, jota niihin mahtuu enemmän, sillä ferritiinit koostuvat 24 alayksiköstä. Ferritiinien rautaa sitova aktiivinen keskus poikkeaa kuitenkin Dps-proteiinien aktiivisesta keskuksesta.

Esiintyminen

Dps-proteiineja esiintyy laajalti bakteereissa. Niitä on löydetty mm. maitohappobakteereista sekä arkeoneista. Erityisen tärkeitä Dps-proteiinit ovat niille streptokokeille, joilla ei ole ferritiinejä eikä tärkeitä vetyperoksidia hajottavia entsyymejä.

Nimeäminen

Osa Dps-proteiineista kantaa Dps-nimeä, kuten E. coli Dps (EcDps). Osalla perheenjäsenistä nimi voi olla harhaanjohtava kuten helikobakteerilla, jonka Dps-proteiinista käytetään nimeä neutrofiilejä aktivoiva proteiini NapA. Streptococcus mutans -bakteerin Dps-proteiinin nimi puolestaan on Dpr (Dps-like peroxide resistance protein, Dps:n kaltainen peroksidiresistanssiproteiini). Nimet juontuvat ajalta, jolloin Dps-proteiinien tutkimus oli nuorta, eikä Dps-perhettä ollut vielä nimetty.

Biologinen merkitys

Sitomalla rautaa Dps-proteiinit auttavat solua sietämään vetyperoksidia. Esimerkiksi valkosolut tai toiset bakteerit saattavat yrittää tuhota bakteereja vetyperoksidin avulla, jolloin korkeasta vetyperoksidinsietokyvystä on etua.

Lähteet

• Yamamoto, Y.,Higuchi, M., Poole, L.B., ja Kamio, Y. (2000) Role of the dpr product in oxygen tolerance in Streptococcus mutans. J Bacteriol 183: 3740–3747

• Kauko, A., Pulliainen, A.T., Haataja, S., Meyer-Klaucke, W., Finne, J., Papageorgiou, A. (2006) Iron incormporation in Streptococcus suis Dps-like peroxidase center and leads to the formation of a ferrihydrite-like core. J Mol Biol 364: 97–109