Sympótor sodíku - Sodium-solute symporter - Wikipedia

Sodík: rodina symbolů solutů
PDB 3dh4 EBI.png
Struktura symportéru sodík / cukr s navázanou galaktózou z vibrio parahaemolyticus.[1]
Identifikátory
SymbolSSF
PfamPF00474
InterProIPR001734
STRÁNKAPDOC00429
TCDB2.A.21
OPM nadčeleď64
OPM protein3dh4
CDDcd10322

Členové Solute: Sodium Symporter (SSS) Family (TC # 2.A.21 ) katalyzovaná látka: Na+ symport. Rodina SSS je v rámci Nadčeleď APC.[2] Přepravovanými látkami mohou být cukry, aminokyseliny, organokationty, jako je cholin, nukleosidy, inositoly, vitamíny, močovina nebo anionty, v závislosti na systému. Členové rodiny SSS byli identifikováni u bakterií, archea a eukaryot. Téměř všechny funkčně dobře charakterizované členy normálně katalyzují příjem solutů pomocí Na+ symport.

Funkce

Symbol sodík / substrát (nebo ko-transport) je rozšířený mechanismus transportu solutů přes cytoplazmatické membrány pro- a eukaryotických buněk. Energie uložená v dovnitř směrovaném elektrochemickém gradientu sodíku (hybná síla sodíku, SMF), který se používá k pohonu akumulace solutů proti koncentračnímu gradientu. SMF je generován primárními sodíkovými pumpami (např. Sodnými / draselnými ATPázami, sodíkovými translokačními komplexy dýchacích řetězců) nebo působením antiporterů sodík / proton. Transportéry sodík / substrát jsou seskupeny do různých rodin na základě podobnosti sekvencí.[3][4]

Lidský placentární multivitaminový symportér společně transportuje aniontový vitamin se dvěma Na+. U králíka Na+: D-glukózový ko-transportér, SGLT1, glukózová translokační dráha pravděpodobně zahrnuje TMS 10-13 a vazebné místo pro inhibitor, phlorizin, zahrnuje smyčku 13 (zbytky 604-610). Vazba kationtů v N-terminální doméně může vyvolat konformační změny související s transportem. Konzervovaný tyrosin v prvním transmembránovém segmentu rozpuštěné látky: sodíkové sympatery jsou zapojeny do Na+- společný transport substrátu.[5] Mechanické aspekty Na+ vazebná místa v LeuT-like fold symporterech byla podrobně diskutována.[6][7]

Substrátová afinita u lidí

V lidském homologu (hSGLT1), H+ může nahradit Na+, ale zdánlivá afinita k glukóze klesá 20x z 0,3 mM na 6 mM. Zdánlivá afinita k H+ je 6 μM, 1000x vyšší než pro Na+ (6 mM). Transportní stechiometrie je 1 glukóza až 2 Na+ nebo H+. Pokud je Asp204 nahrazen glutamátem (D204E), je zřejmá afinita k H+ zvyšuje> 20x bez změny zjevné Na+ afinita. Mutace D204N nebo D204C podporuje H citlivé na phlorizin+ proudy, které jsou 10x větší než Na+ proudy a glukóza: H+ stechiometrie je pak stejně velká jako 1: 145. Mutantní systém se tak chová jako H s glukózou+ kanál.[8]

Struktura

Proteiny SSS se liší velikostí od přibližně 400 zbytků do přibližně 700 zbytků a pravděpodobně obsahují třináct až patnáct domnělých transmembránových šroubovicových klíčů (TMS). Obvykle sdílejí jádro 13 TMS, ale různí členové rodiny mají různý počet TMS. Pro prolin byla experimentálně stanovena topologie 13 TMS s periplazmatickým N-koncem a cytoplazmatickým C-koncem: Na+ symporter, PutP, ze dne E-coli.[9] Zbytky důležité pro substrát a Na+ vazby v PutP se nacházejí v TMS 2, 7 a 9 i v sousedních smyčkách.[10] Byla vytvořena topologie 14 TMS s periplazmatickými N- a C-konci Vibrio parahaemolyticus SglT nosič. SglT transportuje cukr: Na se stechiometrií 1: 1. Nicméně MctP z Rhizobium leguminosarum může přijímat monokarboxyláty prostřednictvím H+ mechanismus symport jako závislost na Na+ nebylo možné prokázat a absorpce byla silně inhibována o 10 μM CCP.

Faham et al. (2008) uvádí krystalovou strukturu člena rodiny solute: soduium symporter (SSS), Vibrio parahaemolyticus sodík: galaktózový symporter, vSGLT (2XQ2​, 3DH4). Struktura přibližně 3,0 angstromu obsahuje 14 transmembránových a-helixů v konformaci směřující dovnitř s jádrovou strukturou invertovaných repeticí 5 TM helixů (TM2 až TM6 a TM7 až TM11). Galaktóza je vázána ve středu jádra, uzavřena z vnějších roztoků hydrofobními zbytky. Architektura jádra je podobná architektuře leucinového transportéru (LeuT) (TC # 2.A.22.4.2 ) z Rodina NSS. Modelování konformace směřující ven na základě struktury LeuT ve spojení s biofyzikálními údaji poskytlo pohled na strukturální přesmyky pro aktivní transport.[11]

Některé bakteriální senzorové kinázy (např. 2.A.21.9.1 ) mají N-koncové, 12 TMS, senzorové domény, které regulují C-koncové kinázové domény. Ty jsou homologní s kinázovou doménou NtrB a dalších kináz senzoru.[12] Domény senzorů N-terminálu jsou homologní, ale vzdáleně příbuzné členům SSS. Nejbližší homology jsou PutP E-coli (2.A.21.2.1 ) a PanF z E-coli (2.A.21.1.1 ). Homologní regulační domény se nacházejí v Agrobacterium, Mesorhizobium, Sinorhizobium, Vibrio cholerae a Bacil druh. I když je jasné, že tyto domény fungují jako senzory, není známo, zda také transportují malé molekuly, které cítí.

Transportní reakce

Zobecněná transportní reakce obvykle katalyzovaná členy této rodiny je:[7]

solute (out) + nNa+  (out) → solute (in) + nNa+  (v).

Objednaný vazebný model transportu sodíku / substrátu naznačuje, že se sodík nejprve váže na prázdný transportér, čímž indukuje konformační změnu, která zvyšuje afinitu transportéru k solutu. Tvorba ternárního komplexu vyvolává další strukturální změnu, která vystavuje sodík a substrát do druhého místa membrány. Uvolňuje se substrát a sodík a prázdný transportér se znovu orientuje v membráně, což umožňuje opětovné spuštění cyklu.[10]

Podskupiny

Proteiny patřící do rodiny SSS najdete v Databáze klasifikace transportérů.

Lidské proteiny obsahující tuto doménu

AIT; SLC5A1; SLC5A10; SLC5A11; SLC5A12; SLC5A2; SLC5A3; SLC5A4; SLC5A5; SLC5A6; SLC5A7; SLC5A8; SLC5A9

Viz také

Reference

  1. ^ Faham S, Watanabe A, Besserer GM a kol. (Srpen 2008). „Krystalová struktura transportéru sodné galaktózy odhaluje mechanické pohledy na Na + / cukrový symbol“. Věda. 321 (5890): 810–4. Bibcode:2008Sci ... 321..810F. doi:10.1126 / science.1160406. PMC  3654663. PMID  18599740.
  2. ^ Wong, Foon H .; Chen, Jonathan S .; Reddy, Vamsee; Day, Jonathan L .; Shlykov, Maksim A .; Wakabayashi, Steven T .; Saier, Milton H. (01.01.2012). „Nadčeleď aminokyselina-polyamin-organokace“. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology. 22 (2): 105–113. doi:10.1159/000338542. ISSN  1660-2412. PMID  22627175.
  3. ^ Reizer J, Reizer A, Saier Jr MH (1990). "Pak+/ pantothenátový symporter (PanF) z Escherichia coli je homologní s Na+/ prolinový symportér (PutP) E. coli a Na+/ glukózoví sympatizanti savců ". Res. Microbiol. 141 (9): 1069–1072. doi:10.1016 / 0923-2508 (90) 90080-A. PMID  1965458.
  4. ^ Reizer J, Reizer A, Saier Jr MH (1994). "Funkční nadrodina sympatiků sodíku / solutu". Biochim. Biophys. Acta. 1197 (2): 133–136. doi:10.1016/0304-4157(94)90003-5. PMID  8031825.
  5. ^ Mazier, S; Rychle, M; Shi, L (19. srpna 2011). „Konzervovaný tyrosin v prvním transmembránovém segmentu rozpuštěné látky: sodíkové sympatizanty jsou zapojeny do Na+- společný transport substrátu ". Journal of Biological Chemistry. 286 (33): 29347–55. doi:10.1074 / jbc.M111.263327. PMC  3190740. PMID  21705334.
  6. ^ Perez, C; Ziegler, C (květen 2013). „Mechanistické aspekty vazebných míst pro sodík v symributech skládání podobných LeuT“ (PDF). Biologická chemie. 394 (5): 641–8. doi:10.1515 / hsz-2012-0336. PMID  23362203. S2CID  207453523.
  7. ^ A b Saier, MH ml. „2.A.21 Skupina Solute: Sodium Symporter (SSS)“. Databáze klasifikace transportérů. Saier Lab Bioinformatics Group a SDSC.
  8. ^ Quick M, Loo DD, Wright EM (leden 2001). „Neutralizace konzervovaného aminokyselinového zbytku v lidském transportéru Na + / glukóza (hSGLT1) generuje H + kanál řízený glukózou“. The Journal of Biological Chemistry. 276 (3): 1728–34. doi:10,1074 / jbc.M005521200. PMID  11024018.
  9. ^ Jung, H; Hilger, D; Raba, M (1. ledna 2012). "Pak+/ L-prolinový transportér PutP ". Frontiers in Bioscience. 17: 745–59. doi:10.2741/3955. PMID  22201772.
  10. ^ A b Jung, H (2. října 2002). "Rodina symporterových sodíku / substrátu: strukturální a funkční vlastnosti". FEBS. 529 (1): 73–7. doi:10.1016 / s0014-5793 (02) 03184-8. PMID  12354616. S2CID  29235609.
  11. ^ Faham, S; Watanabe, A; Besserer, GM; Cascio, D; Specht, A; Hirayama, BA; Wright, EM; Abramson, J (8. srpna 2008). „Krystalová struktura transportéru sodné galaktózy odhaluje mechanické pohledy na Na+/ sugar symport ". Věda. 321 (5890): 810–4. Bibcode:2008Sci ... 321..810F. doi:10.1126 / science.1160406. PMC  3654663. PMID  18599740.
  12. ^ Pao, GM; Saier, MH Jr. (únor 1995). "Regulátory odezvy bakteriálních signálních transdukčních systémů: selektivní přeskupování domén během vývoje". Journal of Molecular Evolution. 40 (2): 136–54. Bibcode:1995JMolE..40..136P. doi:10.1007 / bf00167109. PMID  7699720. S2CID  8349319.
Tento článek včlení text od public domain Pfam a InterPro: IPR001734