How bacteria fight oxidative stress. A key discovery.

In collaboration with the groups of Prof. J. Chou and J. Beckwith (Harvard Medical School), we solved the structure of CcdA. CcdA is a membrane protein involved in the defense mechanisms of Gram negative bacteria against oxidative stress. Solving the structure of this protein by nuclear magnetic resonance (NMR) has been a technical chalenge and took more than 5 years. The structure improves our understandng of how bacteria reduces oxidizing molecules in the cell envelope. The work in the lab of Prof. J.F. Collet, WELBIO investigator, was carried out by Dr. Seung-Hyun Cho with the support of the WELBIO.

The results of this study are published today in the scientic journal Nature Structural & Molecular Biology.

UCL Press release:

Des chercheurs de l’UCL et de Harvard obtiennent la structure d’une protéine membranaire ; une prouesse technologique

Un chercheur de l’Institut de Duve de l’UCL, le Dr Seung-Hyun Cho, a réussi à obtenir la structure d’une protéine membranaire, CcdA, au terme de plus de 5 ans de recherche. Ces travaux ont été effectués en collaboration avec les équipes des Prof. J. Chou et J. Beckwith de la Harvard Medical School, l’institution de prestige où le Dr Cho a débuté ses recherches. Les résultats de l’étude sont publiés ce lundi 21 septembre dans le journal scientifique Nature Structural & Molecular Biology.

C’est au sein du laboratoire du professeur J.F. Collet, (investigateur WELBIO et maitre de recherche FNRS à l’Institut de Duve de l’UCL), que Seung-Hyun Cho, chercheur financé par le WELBIO, a réussi cette prouesse technologique remarquable, en travaillant en étroite collaboration avec Jessica Williamson (Harvard Medical School), structuraliste. Obtenir la structure de protéines membranaires par résonnance magnétique nucléaire (RMN) demeure en effet difficile. Il s’agit pourtant d’une étape souvent indispensable pour comprendre en détail le mécanisme des protéines.

Lorsque les cellules de l’organisme sont attaquées par des bactéries, un mécanisme de défense est mis en place, par la production de molécules oxydantes, qui peuvent jusqu’à tuer les bactéries. CcdA est une protéine membranaire qui permet à ces bactéries à Gram négatif de se protéger contre le mécanisme d’oxydation généré par les cellules de l’organisme infecté. Comment ? En transportant des électrons à travers la membrane afin d’approvisionner les systemes de défense. La structure obtenue permet de mieux comprendre comment les bactéries se défendent contre le stress oxydant et quel est le parcours des « munitions de défense », les électrons.

The article published in the journal Nature Structural & Molecular Biology, entitled "Structure and multistate function of the transmembrane electron transporter CcdA", is the result of a collaboration between Dr Seung-Hyun Cho, WELBIO and de Duve Institute (UCL) researcher and Prof Jessica A. Williamson from Harvard, first authors, and the Profs Jiqing Ye, Jean-Francois Collet, Jonathan R. Beckwith & James J. Chou, co-authors.

More informations:

- UCL website

Article describing this research

Structure and multistate function of the transmembrane electron transporter CcdA.

Williamson JA, Cho SH, Ye J, Collet JF, Beckwith JR, Chou JJ.

Nat Struct Mol Biol. (2015), 22(10):809-14.