Транспортер бетаина - Википедия - Betaine transporter
| Семейный транспортер BCCT | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 BetP (транспортер бетаина) из Cornyebacterium glutamicum. PDB 3p03 | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | BCCT | ||||||||
| Pfam | PF02028 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR000060 | ||||||||
| TCDB | 2.A.15 | ||||||||
| OPM суперсемейство | 64 | ||||||||
| Белок OPM | 4ain | ||||||||
| |||||||||
Белки Транспортер бетаина / карнитина / холина (BCCT) семья находятся в Грамотрицательный и Грамположительные бактерии и археи. Семейство BCCT является членом большой группы вторичных транспортеров, Суперсемейство APC. Их общая функциональная особенность заключается в том, что все они переносят молекулы с четвертичной аммониевой группой [R-N (CH3)3]. Белки семейства BCCT имеют длину от 481 до 706 аминокислот. ацил остатки и обладают 12 предполагаемыми трансмембранные α-спиральные ключи (ТМС). Рентгеновские структуры выявляют два повтора по 5 ТМС с общим количеством ТМС, равным 10. Эти переносчики катализируют двунаправленное движение. унипорт или подпитываются PMF-управляемый или SMF-управляемый протон или ион натрия Симпорт соответственно, либо по субстрату: субстрат антипорт. Некоторые из этих пермеаз проявляют осмосенсорные и осморегуляторные свойства, присущие их полипептидным цепям.[1]
Структура
Структуры натрий-независимого карнитин / бутиробетаинового антипортера CaiT из Протей мирабилис (PmCaiT) (4M8J) И от Кишечная палочка (EcCaiT) (3HFX) Были определены.[2]
Большинство членов семейства BCCT - Na+- или H+-зависимый, тогда как EcCaiT является Na+- и H+-независимый субстрат: продукт-антипортер. Трехмерная архитектура CaiT напоминает архитектуру Na+-зависимые перевозчики LeuT и BetP, но в CaiT метиониновая сера занимает место Na+ для согласования субстрата в центральном транспортном узле с учетом Na+ независимость. Обе структуры CaiT (SWSW, 4M8J) Показывают полностью открытую, обращенную внутрь конформацию и, таким образом, завершают набор функциональных состояний, которые описывают механизм переменного доступа. EcCaiT (SWSX, 3HFX) Содержит две связанные молекулы субстрата бутиробетаина, одну в центральном транспортном сайте, а другую во внеклеточном связывающем кармане. В структуре PmCaiT боковая цепь триптофана занимает транспортный сайт, и доступ к внеклеточному сайту блокируется. Связывание обоих субстратов с CaiT, реконструированным в протеолипосомы, является кооперативным, с Коэффициенты Хилла до 1,7, что указывает на то, что внеклеточный сайт является регуляторным. Schulze et al. (2010) предложили механизм, при котором занятый регуляторный сайт увеличивает сродство связывания транспортного сайта и инициирует транслокацию субстрата.[2] Было обнаружено, что переносчики глицин-бетаина содержат консервативную область с четырьмя триптофанами в их центральной области.[3]
Функция
Большинство вторично-активных транспортеров транспортируют свои субстраты с помощью электрохимический ионный градиент, но переносчик карнитина (CaiT) является ион-независимым антипортером L-карнитина / гамма-бутиробетаина. Кристаллические структуры CaiT из Кишечная палочка и Протей мирабилис выявили перевернутый повтор из пяти трансмембранных спиралей, аналогичный таковому в аминокислоте / Na+ симпортер, LeuT. Kalayil et al. (2013) показали, что мутации аргинина 262 (R262) сделали CaiT Na+-зависимо от повышенной транспортной активности при наличии мембранного потенциала, в соответствии с субстратом / Na+ cotransport. R262 также играет роль в связывании субстрата, стабилизируя частично развернутую спираль TM1 '.[4]
Моделирование CaiT из P. mirabilis в открытом и закрытом состояниях на соответствующих структурах родственного симпортера BetP выявили чередующиеся ориентации скрытой боковой цепи R262, которые имитируют связывание и разрушение натрия в Na+-связанные симпортеры субстрата. Подобный механизм может действовать и в других Na+/ЧАС+-независимые переносчики, в которых положительно заряженная аминокислота заменяет котранспортированный катион. Колебание боковой цепи R262 в CaiT указывает, как положительный заряд запускает изменение между конформациями, открытыми наружу и открытыми внутрь.[4]
Транспортные реакции
Обобщенные транспортные реакции, катализируемые членами семейства BCCT, следующие:[1]
- Субстрат (на выходе) + нГн+ (выход) → Субстрат (вход) + nH+ (в)
- Субстрат (на выходе) + Na+ (выход) → Субстрат (вход) + Na+ (в)
- Субстрат-1 (на выходе) + Субстрат-2 (на входе) → Субстрат-1 (на входе) + Субстрат-2 (на выходе)
- Подложка (снаружи) ⇌ Подложка (внутри)
- Субстрат = четвертичный амин
Другие переносчики бетаина
- Переносчик бетаина у млекопитающих: Натрий- и хлорид-зависимый переносчик бетаина
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б Saier, MH Jr. «2.A.15 Семейство переносчиков бетаина / карнитина / холина (BCCT)». База данных классификации транспортеров. Группа компаний Saier Lab Bioinformatics.
- ^ а б Шульце, S; Köster, S; Geldmacher, U; Terwisscha van Scheltinga, AC; Кюльбрандт, Вт (9 сентября 2010 г.). «Структурная основа Na (+) - независимого и кооперативного антипорта субстрата / продукта в CaiT» (PDF). Природа. 467 (7312): 233–6. Bibcode:2010Натура.467..233S. Дои:10.1038 / природа09310. PMID 20829798. S2CID 4341977.
- ^ Кемпф Б., Бремер Е., Каппес Р.М. (1996). «Три транспортные системы для осмопротектора глицин бетаина действуют в Bacillus subtilis: характеристика OpuD». J. Bacteriol. 178 (17): 5071–5079. Дои:10.1128 / jb.178.17.5071-5079.1996. ЧВК 178300. PMID 8752321.
- ^ а б Kalayil, S; Шульце, S; Кюльбрандт, Вт (22 октября 2013 г.). «Колебания аргинина объясняют независимость от Na + в антипортере субстрата / продукта CaiT». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 110 (43): 17296–301. Bibcode:2013ПНАС..11017296K. Дои:10.1073 / pnas.1309071110. ЧВК 3808595. PMID 24101465.
