ATP-vazebná doména ABC transportérů - ATP-binding domain of ABC transporters

2hyd.png
Multidrug ABC transportér SAV1866, uzavřený stav
Identifikátory
SymbolABC_tran
PfamPF00005
InterProIPR003439
STRÁNKAPDOC00185
SCOP21b0u / Rozsah / SUPFAM
TCDB3.A.1
OPM nadčeleď17
OPM protein2hyd
CDDcd00267

V molekulární biologii ATP-vazebná doména ABC transportérů je rozpustný ve vodě doména transmembrány Přepravníky ABC.

Transportéry ABC patří k Nadrodina kazet vázajících ATP, který využívá hydrolýzu ATP translokovat různé sloučeniny napříč biologické membrány. Transportéry ABC jsou minimálně složeny ze dvou konzervovaných oblastí: vysoce konzervované ATP vazebné kazety (ABC) a méně konzervované transmembránové domény (TMD). Tyto oblasti lze nalézt na stejném proteinu nebo na dvou různých. Většina transportérů ABC funguje jako dimer, a proto se skládá ze čtyř domén, dvou modulů ABC a dvou TMD.

Biologická funkce

Přepravci ABC se podílejí na vývozu nebo dovozu nejrůznějších produktů substráty od malých iontů po makromolekuly. Hlavní funkcí dovozních systémů ABC je poskytovat základní živiny bakteriím. Nacházejí se pouze u prokaryot a jejich čtyři konstitutivní domény jsou obvykle kódovány nezávislými polypeptidy (dva proteiny ABC a dva proteiny TMD). Prokaryotičtí dovozci vyžadují pro funkci další extracytoplazmatické vazebné proteiny (jeden nebo více na systémy). Naproti tomu exportní systémy se podílejí na vytlačování škodlivých látek, vývozu extracelulárních toxinů a cílení na membránové složky. Vyskytují se ve všech živých organismech a TMD je obecně spojena s modulem ABC v různých kombinacích. Někteří eukaryotičtí vývozci kódují čtyři domény na stejném polypeptidovém řetězci.

Sekvence aminokyselin

Je známo, že modul ABC (přibližně dvě stě aminokyselinových zbytků) váže a hydrolyzuje ATP, čímž spojuje transport s hydrolýzou ATP u velkého počtu biologických procesů. Kazeta je duplikována v několika podskupinách. Jeho primární sekvence je vysoce konzervovaná a zobrazuje typickou smyčku vázající fosfáty: Walker A. a vazebné místo hořčíku: Walker B. Kromě těchto dvou oblastí jsou v kazetě ABC přítomny tři další konzervované motivy: přepínací oblast, která obsahuje histidinovou smyčku, předpokládá polarizaci molekuly útočící vody pro hydrolýzu, signativně konzervovaný motiv ( LSGGQ) specifické pro transportér ABC a motiv Q (mezi Walkerem A a podpisem), který interaguje s gama fosfátem prostřednictvím vodní vazby. Walker A, Walker B, smyčka Q a přepínací oblast tvoří vazebné místo pro nukleotidy.

3D struktura

3D struktura monomerního modulu ABC zaujímá podsaditý tvar L se dvěma odlišnými rameny.[1][2] ArmI (hlavně beta-vlákno) obsahuje Walker A a Walker B. Důležité zbytky pro hydrolýzu a / nebo vazbu ATP jsou umístěny v P-smyčce. Kapsa na vázání ATP je umístěna na konci paže. Kolmé rameno II obsahuje většinou alfa spirálovitou subdoménu s podpisovým motivem. Zdá se, že je to nutné pouze pro strukturální integritu modulu ABC. ArmII je v přímém kontaktu s TMD. Závěs mezi armI a armII obsahuje jak histidinovou smyčku, tak Q-smyčku, která je v kontaktu s gama fosfátem molekuly ATP. Hydrolýza ATP vede ke konformační změně, která by mohla usnadnit uvolňování ADP. V dimeru se dvě kazety ABC navzájem dotýkají hydrofobními interakcemi na antiparalelní beta-vrstvě armI dvojitou osou.

Lidské proteiny obsahující tuto doménu

ABCA1; ABCA10; ABCA12; ABCA13; ABCA2; ABCA3; ABCA4; ABCA5;ABCA6; ABCA7; ABCA8; ABCA9; ABCB1; ABCB10; ABCB11; ABCB4;ABCB5; ABCB6; ABCB7; ABCB8; ABCB9; ABCC1; ABCC10; ABCC11;ABCC12; ABCC2; ABCC3; ABCC4; ABCC5; ABCC6; ABCC8; ABCC9;ABCD1; ABCD2; ABCD3; ABCD4; ABCE1; ABCF1; ABCF2; ABCF3;ABCG1; ABCG2; ABCG4; ABCG5; ABCG8; CFTR; TAP1;TAP2; TAPL;

Reference

  1. ^ Hung LW, Wang IX, Nikaido K, Liu PQ, Ames GF, Kim SH (prosinec 1998). "Krystalová struktura podjednotky vázající ATP transportéru ABC". Příroda. 396 (6712): 703–7. doi:10.1038/25393. PMID  9872322. S2CID  204996524.
  2. ^ Hollenstein K, Dawson RJ, Locher KP (srpen 2007). "Struktura a mechanismus transportních proteinů ABC". Curr. Opin. Struct. Biol. 17 (4): 412–8. doi:10.1016 / j.sbi.2007.07.003. PMID  17723295.
  • Rosteck Jr, P. R .; Reynolds, P. A .; Hershberger, C. L. (1991). "Homologie mezi proteiny kontrolujícími rezistenci tylosinu na Streptomyces fradiae a transport vázající ATP". Gen. 102 (1): 27–32. doi:10.1016 / 0378-1119 (91) 90533-h. PMID  1864505.
  • Blight, M. A .; Holland, I. B. (1990). "Struktura a funkce hemolyzinu B, P-glykoproteinu a dalších členů nové rodiny membránových translokátorů". Molekulární mikrobiologie. 4 (6): 873–880. doi:10.1111 / j.1365-2958.1990.tb00660.x. PMID  1977073.
  • Higgins, C. F .; Hyde, S. C .; Mimmack, M. M .; Gileadi, U .; Gill, D. R .; Gallagher, M. P. (1990). "Vazba na transportní systémy závislé na proteinu". Journal of Bioenergetics and Biomembranes. 22 (4): 571–592. doi:10.1007 / BF00762962. PMID  2229036. S2CID  29046676.