Сульфат пермеаза - Sulfate permease

Идентификаторы
СимволSulP
PfamPF00916
ИнтерПроIPR011547
TCDB2.A.53
OPM суперсемейство64
Белок OPM5da0

В семейство сульфатпермеазы (SulP) (TC № 2.A.53 ) является членом большого Суперсемейство APC вторичных перевозчиков.[1] Семейство SulP - это большое и широко распространенное семейство белков, полученных из архей, бактерий, грибов, растений и животных. Многие организмы, включая Bacillus subtilis, Synechocystis sp, Saccharomyces cerevisiae, Arabidopsis thaliana и Caenorhabditis elegans обладают множественными паралогами семейства SulP. Многие из этих белков функционально охарактеризованы, и большинство из них являются переносчиками захвата неорганических анионов или переносчиками анион-анионного обмена. Некоторые транспортируют свой субстрат (субстраты) с высоким сродством, в то время как другие транспортируют его или их с относительно низким сродством. Другие могут катализировать SO2−
4: HCO−
3 обмен, или, в более общем смысле, анион: антипорт аниона. Например, гомолог мыши, SLC26A6 (ТК № 2.A.53.2.7 ), может транспортировать сульфат, форматировать, оксалат, хлористый и бикарбонат, обменивая один из этих анионов на другой.[2] Гомолог цианобактерий может переносить нитрат.[3] Некоторые члены могут функционировать как каналы.[4] SLC26A3 (2.A.53.2.3) и SLC26A6 (2.A.53.2.7 и 2.A.53.2.8 ) могут действовать как носители или каналы в зависимости от транспортируемого аниона.[4] В этих носильщиках, видоизменяя глутамат, также участвует в транспортировке в семействе CIC (TC № 2.A.49 ), (E357A в SLC26A6 ) создал канал из оператора связи. Это также изменило стехиометрию с 2Cl−/ HCO−
3 к 1Cl−/ HCO−
3.[4]

Структура

Все SulP гомодимеры.[5] где две субъединицы не работают независимо. Димерная структура, вероятно, отражает нативное состояние транспортеров SulP.[5] Структура с низким разрешением бактериального транспортера SulP выявила димерную стехиометрию, стабилизированную его трансмембранным ядром и мобильными внутриклеточными доменами. Цитоплазматический домен STAS проецируется от трансмембранного домена и не участвует в димеризации. Структура предполагает, что большие перемещения домена STAS лежат в основе конформационных изменений, которые происходят во время транспорта.

Бактериальные белки различаются по размеру от 434 до 573 остатков, за некоторыми исключениями. Эукариотические белки различаются по размеру от 611 до 893 остатков, за некоторыми исключениями. Таким образом, эукариотические белки обычно крупнее прокариотических гомологов. Эти белки демонстрируют 10-13 предполагаемых трансмембранных α-спиральных гаечных ключей (TMS) в зависимости от белка.[6]

Кристаллические структуры

Несколько кристаллических структур доступны для членов семейства SulP через RCSB:

PDB: 4DGF​, 4DGH​, 3LLO​, 2КЛН​

Гомологи

Было показано, что один из отдаленных гомологов SulP представляет собой бикарбонат: Na+ симпортер (ТК № 2.A.53.5.1 ).[7] Биоинформатическая работа идентифицировала дополнительные гомологи со слитыми доменами.[8] Некоторые из этих слитых белков имеют гомологи SulP, слитые с гомологами карбоангидразы (ТК № 2.A.53.8.1 ). Предполагается, что они также являются пермеазами для поглощения бикарбонатов.[8] Другой имеет SulP, слитый с роданезой, сульфат-цианидсульфотрансферазой (ТК № 2.A.53.9.1 ). Предположительно, этот гомолог SulP является переносчиком сульфата.

Гомологи, в настоящее время охарактеризованные в семействе SulP, можно найти в База данных классификации транспортеров.

SLC26A3 у мышей

Один из членов семьи SulP, SLC26A3, был выбит у мышей.[9] Активность обмена хлоридов и оснований в апикальной мембране резко снизилась, а содержимое просвета стало более кислым. SLC26A3- нулевая толстая кишка мыши. Эпителиальные клетки толстой кишки демонстрируют уникальную адаптивную регуляцию переносчиков ионов; Экспрессия NHE3 была усилена в проксимальном и дистальном отделах толстой кишки, тогда как H+/ К+-АТФаза и эпителиальный натриевый канал показали массивную активацию в дистальном отделе толстой кишки. Плазма альдостерон был увеличен в SLC26A3 - нулевые мыши. Таким образом, SLC26A3 может быть главным апикальным обменником хлоридов / оснований и необходим для абсорбции хлоридов в толстой кишке. Кроме того, SLC26A3 регулирует пролиферацию крипт толстой кишки. Удаление SLC26A3 приводит к диарее, богатой хлоридами, и ассоциируется с компенсаторной адаптивной регуляцией переносчиков ионов.

MOT1

MOT1 из Arabidopsis thaliana (ТК № 2.A.53.11.1, 456aas; 8-10 TMS), дальний гомолог SulP и BenE (2.A.46 ) семей, экспрессируется как в корнях, так и в побегах и локализуется в плазматических мембранах и внутриклеточных пузырьках. MOT1 необходим для эффективного поглощения и перемещения молибдата, а также для нормального роста в условиях ограниченного молибдат поставлять. Кинетические исследования на дрожжах показали, что значение K (m) MOT1 для молибдата составляет приблизительно 20 нМ. На поглощение Mo дрожжами MOT1 не влияет присутствие сульфата. MOT1 не комплементировал мутантный штамм дрожжей, дефицитный по переносчику сульфата.[10] Таким образом, MOT1, вероятно, специфичен для молибдата. Высокое сродство MOT1 позволяет растениям получать дефицитный Мо из почвы, когда его концентрация составляет около 10 нМ.

SLC26

Белки SLC26 действуют как анионообменники, а Cl− каналы. Ousingsawat et al. (2012) исследовали функциональное взаимодействие между Регулятор трансмембранной проводимости CF (CFTR) и SLC26A9 в поляризованных эпителиальных клетках дыхательных путей и в неполяризованных клетках HEK293, экспрессирующих CFTR и SLC26A9 (2.A.56.2.10 ). Они обнаружили, что SLC26A9 обеспечивает конститутивно активный базальный Cl− проводимость в поляризованных выросших эпителиальных клетках дыхательных путей, экспрессирующих CFTR, CFBE, но не в клетках, экспрессирующих F508del-CFTR. В поляризованных клетках, экспрессирующих CFTR, SLC26A9 также способствует как Ca2+- и CFTR-активированный Cl− секреция. Напротив, в неполяризованных клетках HEK293, коэкспрессирующих CFTR /SLC26A9, базовый Cl− проводимость обеспечивается SLC26A9 был подавлен во время активации CFTR. Таким образом, SLC26A9 и CFTR по-разному ведут себя в поляризованных и неполяризованных клетках, что объясняет противоречивые ранее данные.[11]

Транспортная реакция

Обобщенные транспортные реакции, катализируемые белками семейства SulP, следующие:[6]

(1) ТАК2−
4 (выход) + нГн+ (выход) → SO2−
4 (дюйм) + нГн+ (в).
(2) ТАК2−
4 (выход) + nHCO−
3 (дюйм) ⇌ SO2−
4 (дюйм) + nHCO−
3 (из).
(3) Я− и другие анионы (out) ⇌ I− и другие анионы (в).
(4) HCO−
3 (выход) + нГн+ (уходит) → HCO−
3 (дюйм) + нГн+ (в).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Wong FH, Chen JS, Reddy V, Day JL, Шлыков М.А., Wakabayashi ST, Saier MH (01.01.2012). «Суперсемейство аминокислота-полиамин-органокатион». Журнал молекулярной микробиологии и биотехнологии. 22 (2): 105–13. Дои:10.1159/000338542. PMID  22627175.
  2. ^ Jiang Z, Grichtchenko II, Boron WF, Aronson PS (сентябрь 2002 г.). «Специфичность анионного обмена, опосредованного мышиным Slc26a6». Журнал биологической химии. 277 (37): 33963–7. Дои:10.1074 / jbc.M202660200. PMID  12119287.
  3. ^ Маеда С., Сугита С., Сугита М., Омата Т. (март 2006 г.). «Скрытая нитратная транспортная активность нового сульфатпермеазоподобного белка цианобактерии Synechococcus elongatus». Журнал биологической химии. 281 (9): 5869–76. Дои:10.1074 / jbc.M513196200. PMID  16407232.
  4. ^ а б c Охана Е., Щейников Н., Ян Д., Со И., Муаллем С. (февраль 2011 г.). «Детерминанты связанного транспорта и несвязанного тока электрогенными транспортерами SLC26». Журнал общей физиологии. 137 (2): 239–51. Дои:10.1085 / jgp.201010531. ЧВК  3032377. PMID  21282402.
  5. ^ а б Detro-Dassen S, Schänzler M, Lauks H, Martin I, zu Berstenhorst SM, Nothmann D, Torres-Salazar D, Hidalgo P, Schmalzing G, Fahlke C (февраль 2008 г.). «Стехиометрия консервативных димерных субъединиц многофункциональных анионитов SLC26». Журнал биологической химии. 283 (7): 4177–88. Дои:10.1074 / jbc.M704924200. PMID  18073211.
  6. ^ а б Saier, MH Jr. «2.A.53 Семейство сульфатпермеаз (SulP)». База данных классификации транспортеров. Группа компаний Saier Lab Bioinformatics / SDSC.
  7. ^ Прайс Г.Д., Вудгер Ф.Дж., Барсук М.Р., Ховитт С.М., Такер Л. (декабрь 2004 г.). «Идентификация переносчика бикарбоната SulP-типа в морских цианобактериях». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 101 (52): 18228–33. Bibcode:2004ПНАС..10118228П. Дои:10.1073 / pnas.0405211101. ЧВК  539743. PMID  15596724.
  8. ^ а б Фелсе Дж., Сайер М. Х. (1 января 2004 г.). «Углеродные ангидразы, слитые с переносчиками анионов семейства SulP: свидетельство нового типа переносчика бикарбоната». Журнал молекулярной микробиологии и биотехнологии. 8 (3): 169–76. Дои:10.1159/000085789. PMID  16088218. S2CID  9550955.
  9. ^ Швайнфест CW, Спиропулос Д.Д., Хендерсон К.В., Ким Дж. Х., Чепмен Дж. М., Барон С., Уоррелл Р. Т., Ван З., Сулеймани М. (декабрь 2006 г.). «Мыши с дефицитом slc26a3 (dra) демонстрируют диарею с потерей хлора, усиленную пролиферацию толстой кишки и отчетливую активацию переносчиков ионов в толстой кишке». Журнал биологической химии. 281 (49): 37962–71. Дои:10.1074 / jbc.M607527200. PMID  17001077.
  10. ^ Tomatsu H, Takano J, Takahashi H, Watanabe-Takahashi A, Shibagaki N, Fujiwara T. (ноябрь 2007 г.). «Высокоаффинный переносчик молибдата Arabidopsis thaliana, необходимый для эффективного поглощения молибдата из почвы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 104 (47): 18807–12. Bibcode:2007ПНАС..10418807Т. Дои:10.1073 / pnas.0706373104. ЧВК  2141858. PMID  18003916.
  11. ^ Усингсават Дж, Шрайбер Р., Кунцельманн К. (июнь 2012 г.). «Дифференциальный вклад SLC26A9 в проводимость Cl (-) в поляризованных и неполяризованных эпителиальных клетках». Журнал клеточной физиологии. 227 (6): 2323–9. Дои:10.1002 / jcp.22967. PMID  21809345.

По состоянию на 2 февраля 2016 г. эта статья полностью или частично взята из База данных классификации транспортеров. Владелец авторских прав лицензировал контент таким образом, чтобы разрешить повторное использование в соответствии с CC BY-SA 3.0 и GFDL. Все соответствующие условия должны быть соблюдены. Исходный текст был в «2.A.53 Семейство сульфатпермеаз (SulP)»