Бір валентті катион: протонды антипортер-2 - Monovalent cation:proton antiporter-2 - Wikipedia

The Моновалентті катион: Протонды антипортер-2 (CPA2) отбасы (ТК № 2. А.37 ) - бұл орта деңгейдегі транспортерлер отбасы CPA superfamily. CPA2 тұқымдасының мүшелері бактериялардан, археялардан және эукариоттардан табылған. CPA2 тұқымдасының ақуыздары 333-тен 900-ге дейін амин ацил қалдықтарынан тұрады және 10-14 трансмембраналық α-спиральды кілттерді (TMS) көрсетеді.[1][2]

Гомология

Бірнеше организмдер CPA2 бірнеше параллогтарына ие. Осылайша, E. coli үшеуі бар, Methanococcus jannaschii төрт және бар Синехокистис sp. бесеуі бар параллогтар. Калий ағыны жүйесі, Kef, бактерияларды цитоплазманы қышқылдандыру арқылы электрофильді қосылыстардың зиянды әсерінен қорғайды. Kef ингибирленген глутатион (GSH), бірақ электрофилдердің қатысуымен түзілген глутатион-S-конъюгаттарымен (GS-X) активтенеді. GSH және GS-X цитозолдық реттеуші доменде орналасқан Kef-тің қабаттасқан учаскелерімен байланысады.[1]

Функция

Функционалды тұрғыдан жақсы сипатталған отбасы мүшелерінің қатарына:

  1. KefB / KefC K+ ақуыздар E. coli (яғни, ТК № 2. А.37.1.3 және ТК № 2. А.37.1.1 екеуін де катализдеуге қабілетті болуы мүмкін)+/ H+ порт және К+ шарттарға байланысты uniport [3][4][5]
  2. Na+/ H+ антипортер Enterococcus hirae (яғни, NapA, TC № 2.A.37.2.1 ) [6]
  3. Қ+/ H+ антипортер S. cerevisiae (яғни, Kha1, TC № 2.A.37.4.1 ). Қалыпты физиологиялық жағдайда бұл ақуыздар іс жүзінде бірдей механизммен жұмыс істей алады деген болжам жасалды.

KefC және KefB E. coli үшін жауап береді глутатион - есімді К.+ ағын.[7][8] Бұл ақуыздардың әрқайсысы трансмембраналық гидрофобты N-терминал доменінен және аз сақталған C-терминал гидрофильді доменнен тұрады. Әрбір ақуыз алғашқы тасымалдаушыны кодтайтын генмен қабаттасқан гендермен кодталған екінші белокпен әрекеттеседі. KefC көмекші ақуызы YabF, ал KefB көмекші ақуызы YheR. Бұл көмекші ақуыздар тасымалдау белсенділігін шамамен 10 есе ынталандырады.[9] Бұл белоктар улы метаболиттерге әсер ету кезінде жасушалардың тіршілігі үшін маңызды, мүмкін олар К-ны бөле алады+, H-ға жол беру+ қабылдау. KefB немесе KefC K қосылымы+ эффлюкс жүйесі тек глутатион және реактивті қатысуымен жүреді электрофил сияқты метилглиоксаль немесе N-этилмалеимид. Метилглиоксаль-глутатион конъюгатының, S-лактоилглутатионның түзілуі глиоксалаза I, және S- катализденеді.лактоилглутатион KefB және KefC қосады.[10] H+ қабылдау (қышқылдану цитоплазма ) еріп жүретін немесе К.+ ағындар электрофильді уыттылықтан қорғаудың қосымша механизмі бола алады.[4][7][8][11] Глутатионмен тасымалдаудың тежелуі күшейе түсті НАДХ.[12]

Грамоң бактериялар цитоплазмалық рН-ны модуляциялайтын глутатионды калий эффлюкс жүйелерімен (Kef) уытты электрофильді қосылыстардан қорғалған. Рузильд және басқалар. (2010) структуралық-функционалдық талдау арқылы қақпа механизмін түсіндірді E. coli KefC. Ашылған механизм глутатион туындыларындағы нәзік химиялық айырмашылықтар каналдың қызметіне қарама-қарсы әсер етуі мүмкін екенін түсіндіре алады.[13] Кеф каналдары калий тасымалдауымен реттеледі және NAD - Kef белсенділігін тежейтін төмендетілген глутатионды және электрофильді детоксикация кезінде пайда болатын және Kef белсендіретін глутатион қосымшаларын сезетін байланыстырушы (KTN) домендер. Рузильд және басқалар. (2010) төмендеген глутатион екі КТН қатпарлары арасындағы доменаралық байланысты тұрақтандырады, ал үлкен қосындылар бұл өзара әрекеттесуді стеретикалық түрде бұзады. F441 төмендетілген глутатион мен оның конъюгаттары арасындағы айырмашылықты анықтайтын негізгі қалдық ретінде анықталады. Олар активтендіруші лигандты KTN-домен ақуызымен байланыстырудағы үлкен құрылымдық өзгерісті көрсетті.[13]

MagA ақуызы Магнитоспирилл sp. бактериялардың магниттік бөлшектерін синтездеу үшін AMB-1 штаммы қажет деп хабарланды. The magA ген темірдің жетіспеушілігімен транскрипциялық активтенуге ұшырайды.[14] Алайда, жақында жасалған есеп оны көрсетті magA екеуінің де мутанттары Магнитоспирилл магнит AMB-1 және M. gryphiswaldense MSR-1 жабайы типтегі тәрізділерді құрады магнитозомалар өсу ақаусыз.[15] Оның көлік қызметі белгісіз. GerN және GrmA ақуыздары Bacillus cereus және Bacillus megaterium, сәйкесінше, Na-мен алмасуға қабілетті споралық өнгіш ақуыздар+ H үшін+ және / немесе К.+.[16] AmhT гомологы Bacillus pseudofirmus екеуін де тасымалдайды+ және NH4+, аммоний гомеостазына әсер етеді және қалыпты жағдайда қажет спорация және өну. Бұл ақуыздарды CPA2 отбасының мүшелері ретінде анықтау моновалентті катионды тасымалдау үшін қажет екенін көрсетеді Bacillus спораның түзілуі және өнуі.[17]

Көлік реакциясы

CPA2 отбасы мүшелері катализдейтін жалпыланған тасымалдау реакциясы:

М+ (in) + nH+ (шығу) ⇌ М+ (шығу) + nH+ (жылы).

(Тасымалдаушы режимі)

Кейбір мүшелер катализаторға айналуы мүмкін:

М+ (жылы) ⇌ М.+ (шықты).

(Арна-делдал режимі)

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б Хили Дж, Эккерман С, Плиотас С, Ричард М, Бартлетт В, Грейер СК, Моррис Г.М., Миллер С, Бут IR, Конвей SJ, Расмуссен Т (сәуір 2014). «Kef бактериялық калий ағыны жүйесінің активаторларына арналған құрылымдық талаптарды түсіну». Биохимия. 53 (12): 1982–92. дои:10.1021 / bi5001118. PMC  4004266. PMID  24601535.
  2. ^ «2.A.37 моновалентті катион: протон антипортер-2 (CPA2) отбасы». Транспортердің жіктелуінің мәліметтер базасы. Алынған 2016-03-16.
  3. ^ Bakker EP, Borchard A, Michels M, Altendorf K, Siebers A (қыркүйек 1987). «Ішек таяқшасынан Kdp жүйесімен иммунологиялық айқас реактивтілігін көрсететін Bacillus acidocaldarius құрамындағы калийді сіңірудің жоғары жүйесі». Бактериология журналы. 169 (9): 4342–8. дои:10.1128 / jb.169.9.4342-4348.1987. PMC  213750. PMID  2957359.
  4. ^ а б Бут, И.Р .; Джонс, М.А .; МакЛагган, Д; Николаев, Ю (1996). Конингс, В.Н. (ред.) Бактериялық иондық арналар. Эукариоттық және прокариоттық организмдердегі көлік процестері. 2. Нью-Йорк: Elsevier Press. ISBN  978-0-444-82442-4.
  5. ^ Munro AW, Ritchie GY, Lamb AJ, Douglas RM, Booth IR (наурыз 1991). «Глутатионмен реттелетін калий-эффлюкс жүйесі ішек таяқшасының KefC генін клондау және ДНҚ реттілігі». Молекулалық микробиология. 5 (3): 607–16. дои:10.1111 / j.1365-2958.1991.tb00731.x. PMID  2046548. S2CID  23871816.
  6. ^ Waser M, Hess-Bienz D, Davies K, Solioz M (наурыз 1992). «Enterococcus hirae болжамды NaH-антипортер генін клондау және бұзу». Биологиялық химия журналы. 267 (8): 5396–400. PMID  1312090.
  7. ^ а б Ferguson GP, ​​Munro AW, Douglas RM, McLaggan D, Booth IR (қыркүйек 1993). «Ішек таяқшасында метаболитті детоксикация кезінде калий каналдарының активтенуі». Молекулалық микробиология. 9 (6): 1297–303. дои:10.1111 / j.1365-2958.1993.tb01259.x. PMID  7934942. S2CID  26045169.
  8. ^ а б Фергюсон Г.П., Николаев Ю, МакЛагган Д, Маклин М, Бут ИР (ақпан 1997). «Эшерихия таяқшасындағы N-этилмалеймид электрофильді реагентінің әсерінен тірі қалу: KefB және KefC калий арналарының рөлі». Бактериология журналы. 179 (4): 1007–12. дои:10.1128 / jb.179.4.1007-1012.1997. PMC  178791. PMID  9023177.
  9. ^ Miller S, Ness LS, Wood CM, Fox BC, Booth IR (қараша 2000). «Ішек таяқшасында KefC глутатионды калий эффлюкс жүйесінің жұмысына қажет көмекші ақуызды анықтау». Бактериология журналы. 182 (22): 6536–40. дои:10.1128 / jb.182.22.6536-6540.2000. PMC  94807. PMID  11053405.
  10. ^ MacLean MJ, Ness LS, Ferguson GP, ​​Booth IR (ақпан 1998). «Метилглиоксалды детоксикациялаудағы және ішек таяқшасындағы KefB K + эффлюкс жүйесін белсендірудегі глиоксалаз I рөлі». Молекулалық микробиология. 27 (3): 563–71. дои:10.1046 / j.1365-2958.1998.00701.x. PMID  9489668. S2CID  10720918.
  11. ^ Стамп, С .; Шлезсер, А .; Шлейер, М .; Баккер, Е.П. (1996-01-01). «21 тарау. К + прокариотты жасуша мембранасы бойынша айналым: K + - қабылдау жүйелері». В.Н.Конингсте Х.Р.Кабак пен Дж.С.Лолкема (ред.). Эукариоттық және прокариоттық организмдердегі көлік процестері. Эукариоттық және прокариоттық организмдердегі көлік процестері. 2. Солтүстік-Голландия. 473–499 бет. дои:10.1016 / s1383-8121 (96) 80062-5. ISBN  9780444824424.
  12. ^ Фуджисава М, Ито М, Крулвич ТА (тамыз 2007). «Арна тәрізді қасиеттері бар екі екі компонентті тасымалдағышта моновалентті катион / протонның портқа қарсы белсенділігі бар». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 104 (33): 13289–94. Бибкод:2007PNAS..10413289F. дои:10.1073 / pnas.0703709104. PMC  1948933. PMID  17679694.
  13. ^ а б Roosild TP, Castronovo S, Healy J, Miller S, Pliotas C, Rasmussen T, Bartlett W, Conway SJ, Booth IR (қараша 2010). «Бактерия қоздырғыштарындағы лигандты калий ағынының механизмі». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 107 (46): 19784–9. Бибкод:2010PNAS..10719784R. дои:10.1073 / pnas.1012716107. PMC  2993342. PMID  21041667.
  14. ^ Nakamura C, Kikuchi T, Burgess JG, Matsunaga T (шілде 1995). «Magnetospirillum sp. AMB-1 штаммындағы магА ақуызының темірмен реттелетін экспрессиясы және мембраналық локализациясы». Биохимия журналы. 118 (1): 23–7. дои:10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a124884. PMID  8537318.
  15. ^ Uebe R, Henn V, Schüler D (наурыз 2012). «Магнетоспирилланың MagA ақуызы бактериалды магнетит биоминерализациясына қатыспайды». Бактериология журналы. 194 (5): 1018–23. дои:10.1128 / JB.06356-11. PMC  3294778. PMID  22194451.
  16. ^ Southworth TW, Guffanti AA, Moir A, Krulwich TA (қазан 2001). «GerN, Bacillus cereus-тың эндоспоралық өну ақуызы - Na (+) / H (+) - K (+) антипортері». Бактериология журналы. 183 (20): 5896–903. дои:10.1128 / JB.183.20.5896-5903.2001. PMC  99667. PMID  11566988.
  17. ^ Тани К, Ватанабе Т, Мацуда Х, Насу М, Кондо М (1996-01-01). «Bacillus megaterium ATCC 12872 споралық өну генін клондау және тізбектеу: Enterococcus hirae NaH-антипортерлік генімен ұқсастықтар». Микробиология және иммунология. 40 (2): 99–105. дои:10.1111 / j.1348-0421.1996.tb03323.x. PMID  8867604. S2CID  7130059.

Әрі қарай оқу

Жағдай бойынша бұл редакциялау, бұл мақалада «2.A.37 моновалентті катион: протон антипортер-2 (CPA2) отбасы»лицензиясы лицензия негізінде қайта пайдалануға мүмкіндік береді Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 экспортталмаған лицензиясы, бірақ астында емес GFDL. Барлық сәйкес шарттар сақталуы керек.