암모니아 트랜스포터

Ammonia transporter
암모니아 트랜스포터
Rhcg 3hd6.png
인간 레수스 C 글리코프로틴. PDB 3hd6[1]
식별자
기호AmtB
PfamPF00909
인터프로IPR001905
TCDB1.A.11
OPM 슈퍼 패밀리13
OPM단백질2ns1

암모니아 전달체(TC# 1.A.11)는 박테리아와 식물의 Amt 단백질(암모니아 전달체), 효모의 메틸람모늄/암모늄 침투체(MEP) 또는 화음의 Rhesus(Rh) 단백질로 불리는 구조적으로 연관된 막 운반 단백질이다. 인간에서 RhAG, RhBG, RhCG Rhesus 단백질은 용액 운반체 집단을[2] 이루고 RhD와 RhCE는 Rh 혈액군 시스템을 형성한다. 대장균에서 나온 암모니아 운반 단백질 AmtB의 3차원 구조는 소수성 암모니아 채널을 드러내는 X선 결정학에[3][4] 의해 결정되었다.[5] 인간 RhCG 암모니아 수송기는 암모니아 전도 채널 구조가 유사한 것으로 밝혀졌다.[1] Erythrocyte Rh 콤플렉스는 RhAG, RhD 및 RhCE 서브유닛의 헤테로트라이머로 암모니아 전도 RhAG 서브유닛을 시토스켈레톤에 고정시키는 역할을 할 수 있도록[citation needed] 제안되었다. 재구성 실험을 바탕으로 정제된 RhCG 서브유닛만으로도 암모니아 수송 기능이 가능하다.[6] RhCG는 생쥐의 신장과[7] 외피에 의한 정상적인 산 배설을 위해 필요하다.[8]

구조

대장균에서 나온 암모니아 채널의 구조는, 발행 당시, 어떤 일체형 막 단백질의 최고 분해능 구조였다.[3][4] 그것은 각각 11개의 트랜섬브레인 세그먼트(TMS)로 구성되고 의사 2중 대칭이 포함된 서브 유니트의 트리머를 보여준다.[9] 각각의 모노머는 소수성 암모니아 전도 채널을 포함한다.

프로카리오틱 암모니아 채널 단백질이 신호 시퀀스 역할을 하고 성숙한 단백질에서 분해되는 N-단자 영역을 가지고 있는 반면,[10] Rhesus glycoproteins는 이것을 성숙한 단백질에서 12번째 투과성 나선으로 유지한다.[1]

기질특성

가장 기능적으로 특징지어지는 가족 구성원은 암모늄 흡수 수송기다.[11] 일부, 그러나 다른 암트 단백질은 또한 메틸람모늄을 운반한다.[12][13] 식물 동질의 상세한 계통발생학적 분석이 발표되었다.[14] 대장균의 경우3 NH가 아닌4+ NH가 AmtB의 기질이 될 수 있지만 논란은 여전하다.[15][16][17] NH를4+ 운반할 경우+ K는+ K와 항포트 과정에서 카운터 이온 역할을 할 가능성이 있으며, 히스티딘 하나가 NH에서4+ 양성자를 제거해 NH를3 산출한다.[15]

운송반응

Amt 제품군 구성원에 의해 촉매되는 일반화된 운송 반응은 다음과 같은 것으로 제안된다.

NH4+ (아웃) ⇌ NH4+ (인)

메커니즘

X선 구조는 Amt와 Rh 단백질의 모공이 약 12 å 길이의 소수성 부분으로 특징지어지는데, 대장균에서 나온 AmtB의 결정학적 연구에서 전자 밀도가 관찰되었다. 이 전자 밀도는 암모늄이 존재하는 곳에서 결정이 자라날 때에만 관측되었고, 따라서 암모니아 분자에 기인하였다. Amt/Rh 단백질 메커니즘은 NH3 분자의 단일 파일 확산과 관련될 수 있다. 하지만, 그 기공은 또한 물 분자로 채워질 수도 있다. 모공 루멘에 물 분자가 존재할 가능성은 암/Rh 단백질이 일반 NH 채널로 작용한다는3 개념의 재평가를 요구한다. 실제로 식물 암모늄 전달체 및 Rh 단백질에 대한 기능 실험에서는 NH의3 수동적 확산, NH4+/H의+ 항포트, NH의4+ 수송 또는 NH3/H의+ 코트랜스포트를 포함한 다양한 투과 메커니즘을 제안한다. Lamoureux 등은 AmtB 트랜스포터에 대한 기능 및 시뮬레이션 연구에 비추어 이러한 메커니즘에 대해 논의한다.[18]

규정

대장균에서 AmtB 유전자는 AmtB 단백질을 산출하기 위해 질소 수준을 제한하는 경우에만 발현된다. 그것은 PII 단백질을 암호화하는 GlnK 유전자와 함께 표현된다. 이 단백질은 또한 가늘고 세포질에 남아있다.[19] 그것은 Y51에서 U/U 디우리딜리들링 그룹에 의해 공동 수정된다. 가수 분해 제품인 아데노신 5'-디프인산염은 AmtB 봉쇄를 위해 GlnK 표면을 향하게 한다. 세포 외부의 질소 수치가 상승할 때 암모니아 채널은 과도한 암모니아 유입을 방지하기 위해 비활성화되어야 한다(암모니아는 글루타민과 결합하여 글루타민을 만들어 ATP를 활용함으로써 세포의 ATP 비축량을 고갈시킨다. 이러한 불활성화는 GlnK 단백질의 디우리디플레이션에 의해 달성되며, 이 단백질은 AmtB의 세포질 표면에 결합되어 암모니아 전도성 모공 안에 루프를 삽입한다. 이 루프의 끝에는 아르기닌 잔여물이 있는데, 아르기닌 잔류물이 이 채널을 강직하게 차단한다.[20]

인간 암모니아 운반체 관련 단백질

RHAG, RHBG, RHCE, RHCG RHD

참조

  1. ^ Jump up to: a b c Gruswitz, F.; Chaudhary, S.; Ho, J. D.; Schlessinger, A.; Pezeshki, B.; Ho, C. -M.; Sali, A.; Westhoff, C. M.; Stroud, R. M. (2010). "Function of human Rh based on structure of RhCG at 2.1 A". Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (21): 9638–9643. doi:10.1073/pnas.1003587107. PMC 2906887. PMID 20457942.
  2. ^ Nakhoul NL, Hamm LL (Feb 2004). "Non-erythroid Rh glycoproteins: a putative new family of mammalian ammonium transporters". Pflügers Archiv. 447 (5): 807–12. doi:10.1007/s00424-003-1142-8. PMID 12920597. S2CID 24601165.
  3. ^ Jump up to: a b 1xqe; Khademi S, O'Connell J, Remis J, Robles-Colmenares Y, Miercke LJ, Stroud RM (Sep 2004). "Mechanism of ammonia transport by Amt/MEP/Rh: structure of AmtB at 1.35 A". Science. 305 (5690): 1587–94. CiteSeerX 10.1.1.133.6480. doi:10.1126/science.1101952. PMID 15361618. S2CID 11436509.
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