WikiDer > Симпортер растворенного натрия - Википедия

Sodium-solute symporter - Wikipedia
Натрий: семья симпортеров растворенных веществ
PDB 3dh4 EBI.png
Структура симпортера натрия / сахара со связанной галактозой из вибрион парагемолитический.[1]
Идентификаторы
СимволSSF
PfamPF00474
ИнтерПроIPR001734
PROSITEPDOC00429
TCDB2.A.21
OPM суперсемейство64
Белок OPM3дх4
CDDcd10322

Члены Растворенное вещество: семейство натриевых симпортеров (SSS) (TC № 2.A.21) катализировать растворенное вещество: Na+ Симпорт. Семейство SSS входит в APC суперсемейство.[2] Транспортируемые растворенные вещества могут быть сахарами, аминокислотами, органо-катионами, такими как холин, нуклеозиды, инозиты, витамины, мочевина или анионы, в зависимости от системы. Члены семейства SSS были идентифицированы у бактерий, архей и эукариот. Почти все функционально хорошо охарактеризованные члены обычно катализируют поглощение растворенных веществ через Na+ Симпорт.

Функция

Симпорт натрия / субстрата (или ко-транспорт) - широко распространенный механизм транспорта растворенных веществ через цитоплазматические мембраны про- и эукариотических клеток. Энергия, запасенная в направленном внутрь электрохимическом градиенте натрия (движущая сила натрия, SMF), который используется для управления накоплением растворенных веществ против градиента концентрации. SMF генерируется первичными натриевыми насосами (например, АТФазами натрия / калия, комплексами дыхательной цепи, перемещающими натрий) или посредством действия антипортеров натрия / протона. Переносчики натрия / субстрата сгруппированы в разные семейства на основе сходства последовательностей.[3][4]

Человеческий плацентарный поливитаминный симпортер совместно транспортирует анионный витамин с двумя Na+. У кролика На+: Котранспортер D-глюкозы, SGLT1, путь транслокации глюкозы, вероятно, включает TMS 10-13 и сайт связывания ингибитора, флоризин, включает петлю 13 (остатки 604-610). Связывание катионов в N-концевом домене может вызывать связанные с транспортом конформационные изменения. Консервативный тирозин в первом трансмембранном сегменте растворенного вещества: симпортеры натрия участвуют в Na+-связанный совместный транспорт субстрата.[5] Механические аспекты Na+ сайты связывания в LeuT-подобных симпортерах складок обсуждались подробно.[6][7]

Сродство к субстрату у людей

В человеческом гомологе (hSGLT1), H+ может заменить Na+, но очевидное сродство к глюкозе снижается в 20 раз с 0,3 мМ до 6 мМ. Очевидное сродство к H+ 6 мкМ, в 1000 раз больше, чем для Na+ (6 мМ). Транспортная стехиометрия - 1 глюкоза к 2 Na.+ или H+. Если Asp204 заменен глутаматом (D204E), очевидное сродство к H+ увеличивается> 20x без изменения кажущегося Na+ близость. Мутация D204N или D204C способствует развитию чувствительного к флоризину H+ токи в 10 раз превышающие Na+ токи, а глюкоза: H+ стехиометрия тогда составляет 1: 145. Таким образом, мутантная система ведет себя как глюкозозависимый H+ канал.[8]

Структура

Белки SSS различаются по размеру от примерно 400 до примерно 700 остатков и, вероятно, имеют от тринадцати до пятнадцати предполагаемых трансмембранных спиральных гаечных ключей (TMS). Обычно они имеют общее ядро ​​из 13 TMS, но у разных членов семейства разное количество TMS. Топология 13 TMS с периплазматическим N-концом и цитоплазматическим C-концом была экспериментально определена для пролина: Na+ симпортер, PutP, из Кишечная палочка.[9] Остатки, важные для субстрата и Na+ связывание в PutP обнаруживается в TMS 2, 7 и 9, а также в соседних петлях.[10] Топология 14 TMS с периплазматическими N- и C-концами установлена ​​для Вибрион парагемолитический Носитель SglT. SglT транспортирует сахар: Na со стехиометрией 1: 1. Однако MctP из Rhizobium leguminosarum может захватывать монокарбоксилаты через H+ механизм symport как зависимость от Na+ не удалось продемонстрировать, и поглощение сильно ингибировалось 10 мкМ КПК.

Faham et al., (2008) сообщили о кристаллической структуре члена семейства растворенных веществ: soduium symporter (SSS), Вибрион парагемолитический натрий: симпортер галактозы, vSGLT (2XQ2​, 3DH4). Структура приблизительно 3,0 ангстрем содержит 14 трансмембранных α-спиралей в обращенной внутрь конформации с центральной структурой из перевернутых повторов 5 TM-спиралей (TM2-TM6 и TM7-TM11). Галактоза связана в центре ядра, закрыта от внешних растворов гидрофобными остатками. Архитектура ядра аналогична структуре переносчика лейцина (LeuT) (ТК № 2.A.22.4.2) от Семья НСС. Моделирование обращенной наружу конформации на основе структуры LeuT в сочетании с биофизическими данными предоставило понимание структурных перестроек для активного транспорта.[11]

Некоторые бактериальные сенсорные киназы (например, 2.A.21.9.1) имеют N-концевые, 12 TMS, сенсорные домены, которые регулируют C-концевые киназные домены. Последние гомологичны киназному домену NtrB и другим сенсорным киназам.[12] N-концевые сенсорные домены гомологичны, но отдаленно родственны членам SSS. Ближайшими гомологами являются PutP Кишечная палочка (2.A.21.2.1) и PanF Кишечная палочка (2.A.21.1.1). Гомологичные регуляторные домены находятся в Агробактерии, Мезоризобий, Sinorhizobium, Холерный вибрион и Бациллы разновидность. Хотя ясно, что эти домены функционируют как сенсоры, неизвестно, переносят ли они также небольшие молекулы, которые они воспринимают.

Транспортная реакция

Общая транспортная реакция, обычно катализируемая членами этого семейства:[7]

растворенное вещество (выход) + nNa+  (выход) → растворенное вещество (вход) + nNa+  (в).

Модель упорядоченного связывания транспорта натрия / субстрата предполагает, что натрий сначала связывается с пустым переносчиком, тем самым вызывая конформационное изменение, которое увеличивает сродство переносчика к растворенному веществу. Образование тройного комплекса вызывает другое структурное изменение, в результате которого натрий и субстрат подвергаются воздействию другого участка мембраны. Субстрат и натрий высвобождаются, а пустой транспортер переориентируется в мембране, позволяя циклу возобновиться.[10]

Подсемейства

Белки, принадлежащие к семейству SSS, можно найти в База данных классификации транспортеров.

Белки человека, содержащие этот домен

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

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Фахам С., Ватанабе А., Бессерер Г.М. и др. (Август 2008 г.). «Кристаллическая структура транспортера натрий-галактозы раскрывает механистические взгляды на Na + / сахарный симпорт». Наука. 321 (5890): 810–4. Bibcode:2008Наука ... 321..810F. Дои:10.1126 / наука.1160406. ЧВК 3654663. PMID 18599740.
  2. ^ Wong, Foon H .; Чен, Джонатан С .; Редди, Вамзее; День, Джонатан Л .; Шлыков, Максим А .; Вакабаяси, Стивен Т .; Сайер, Милтон Х. (01.01.2012). «Суперсемейство аминокислота-полиамин-органокатион». Журнал молекулярной микробиологии и биотехнологии. 22 (2): 105–113. Дои:10.1159/000338542. ISSN 1660-2412. PMID 22627175.
  3. ^ Рейзер Дж., Рейзер А., Сайер мл. М. Х. (1990). "Затем+/ пантотенатный симпортер (PanF) Escherichia coli гомологичен Na+/ симпортер пролина (PutP) E. coli и Na+/ Симпортеры глюкозы млекопитающих ». Res. Микробиол. 141 (9): 1069–1072. Дои:10.1016 / 0923-2508 (90) 90080-А. PMID 1965458.
  4. ^ Рейзер Дж., Рейзер А., Сайер мл. М. Х. (1994). «Функциональное суперсемейство симпортеров натрия / растворенных веществ». Биохим. Биофиз. Acta. 1197 (2): 133–136. Дои:10.1016/0304-4157(94)90003-5. PMID 8031825.
  5. ^ Mazier, S; Быстро, М; Ши, Л. (19 августа 2011 г.). «Консервированный тирозин в первом трансмембранном сегменте растворенного вещества: симпортеры натрия участвуют в Na+-связанный совместный транспорт субстрата ". Журнал биологической химии. 286 (33): 29347–55. Дои:10.1074 / jbc.M111.263327. ЧВК 3190740. PMID 21705334.
  6. ^ Перес, К; Зиглер, К. (май 2013 г.). «Механистические аспекты сайтов связывания натрия в LeuT-подобных складчатых симпортерах» (PDF). Биологическая химия. 394 (5): 641–8. Дои:10.1515 / hsz-2012-0336. PMID 23362203. S2CID 207453523.
  7. ^ а б Saier, MH Jr. «2.A.21 Растворенное вещество: семейство натриевых симпортеров (SSS)». База данных классификации транспортеров. Saier Lab Bioinformatics Group и SDSC.
  8. ^ Quick M, Loo DD, Wright EM (январь 2001 г.). «Нейтрализация консервативного аминокислотного остатка в транспортере Na + / глюкозы человека (hSGLT1) генерирует глюкозо-зависимый H + канал». Журнал биологической химии. 276 (3): 1728–34. Дои:10.1074 / jbc.M005521200. PMID 11024018.
  9. ^ Юнг, H; Hilger, D; Раба, М. (1 января 2012 г.). "Затем+/ Переносчик L-пролина «ПутП». Границы биологических наук. 17: 745–59. Дои:10.2741/3955. PMID 22201772.
  10. ^ а б Юнг, Х (2 октября 2002 г.). «Семейство симпортеров натрия / субстрата: структурные и функциональные особенности». FEBS. 529 (1): 73–7. Дои:10.1016 / s0014-5793 (02) 03184-8. PMID 12354616. S2CID 29235609.
  11. ^ Faham, S; Ватанабэ, А; Бессерер, GM; Cascio, D; Specht, A; Хираяма, BA; Райт, EM; Абрамсон, Дж (8 августа 2008 г.). "Кристаллическая структура переносчика натриевой галактозы раскрывает механистическое понимание Na+/ сахарный симпорт ". Наука. 321 (5890): 810–4. Bibcode:2008Научный ... 321..810F. Дои:10.1126 / наука.1160406. ЧВК 3654663. PMID 18599740.
  12. ^ Пао, GM; Сайер, М. Х. младший (февраль 1995 г.). «Регуляторы ответа бактериальных систем передачи сигнала: селективная перетасовка доменов в процессе эволюции». Журнал молекулярной эволюции. 40 (2): 136–54. Bibcode:1995JMolE..40..136P. Дои:10.1007 / bf00167109. PMID 7699720. S2CID 8349319.
Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и ИнтерПро: IPR001734