음이온 교환기 패밀리

Anion exchanger family
음이온 교환기, 중탄산수송기 제품군
식별자
기호.HCO3_cotransp
인터프로IPR003020
프로 사이트PDOC00192
TCDB2. A.31

음이온 교환기 패밀리(TC# 2.A.31, 중탄산 트랜스포터 패밀리라고도 함)는 2차 [1]캐리어의 대규모 APC 슈퍼 패밀리의 멤버입니다.AE 패밀리의 구성원은 일반적으로 음이온을 세포 장벽을 통해 운반하는 업무를 담당하지만 기능은 다를 수 있습니다.모두 중탄산염을 교환합니다.AE 계열의 특징적인 단백질 구성원은 식물, 동물, 곤충 및 효모에서 발견됩니다.특성화되지 않은 AE 상동체가 박테리아에 존재할 수 있다(예: Enteroccus faecium, 372 aas, gi 22992757, 90개의 잔류물에서 29% 정체성).동물성 AE 단백질은 약 900개의 아미노산 잔류물에서 약 1250개의 잔류물까지 크기가 다양한 일체형 막 단백질의 균질체 복합체로 구성된다.그들의 N 말단 친수 도메인은 세포골격 단백질과 상호작용할 수 있으며, 따라서 세포 구조적인 역할을 할 수 있다.현재 특성화된 AE 패밀리 구성원 중 일부는 Transporter Classification Database에서 찾을 수 있습니다.

패밀리 개요

중탄산 트랜스포터, C 터미널 도메인
PDB 1bh7 EBI.jpg
밴드 3, nmr의 최종 세포질 루프를 위한 저에너지 구조, 최소 평균 구조
식별자
기호.HCO3_transpt_c
팜PF00955
빠맘 클랜CL0062
인터프로IPR011531
프로 사이트PDOC00192
SCOP21 btr / SCOPe / SUPFAM
사용 가능한 단백질 구조:
팜 구조물/ECOD
PDBRCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum구조 요약
밴드3 세포질 도메인
PDB 1hyn EBI.jpg
인간적혈구밴드3단백질세포질영역결정구조
식별자
기호.밴드_3_cyto
팜PF07565
빠맘 클랜CL0340
인터프로IPR013769
SCOP21HYN/SCOPe/SUPFAM
TCDB2. A.31
OPM 슈퍼 패밀리284
OPM단백질1 btq
사용 가능한 단백질 구조:
팜 구조물/ECOD
PDBRCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum구조 요약

중탄산염(HCO3) 수송 메커니즘은 동물 세포에서 pH의 주요 조절제이다.이러한 수송은 또한 위, 췌장, 장, 신장, 생식기 및 중추 신경계의 산염기 이동에 중요한 역할을 한다.기능 연구에 따르면 다양한 HCO3 전송 모드가 제안되었습니다.

  • 음이온 교환 단백질은 HCO와 Cl을− 가역적,[2] 전기적utral 방식으로 교환한다3.
  • Na/HCO3 공수송 단백질은+ 종종 전기유전학적 방식으로 [3]혈장막에서 Na와 HCO의3 결합+ 이동을 매개한다.

현재까지 복제된 HCO3 트랜스포터 2개 패밀리(음이온 교환기와+ Na3/HCO 공동 트랜스포터)의 시퀀스 분석 결과 상동성이 밝혀졌다.둘 다 HCO를 운반하고3 이황제 [4]스틸벤이라고 불리는 약리작용제에 의해 억제된다는 것을 고려하면 이것은 완전히 예상하지 못한 것은 아니다.그들은 전체 염기서열 길이에 따라 분포되는 약 25-30% 염기서열 동일성을 공유하며, 유사한 예측 막 토폴로지를 가지며, 최대 10개의 막 통과 도메인이 있음을 시사한다.

보존 도메인은 많은 중탄산수송단백질의 C 말단에서 발견된다.그것은 또한 붕소 [5]운반을 담당하는 몇몇 식물 단백질에서 발견됩니다.이 단백질에서 그것은 배열의 거의 모든 길이를 차지한다.

중탄산염을 교환하는 밴드3 음이온 교환 단백질은 적혈구막에서 가장 풍부한 폴리펩타이드로 전체 막 단백질의 25%를 차지한다.밴드 3의 세포질 도메인은 주로 다른 막 관련 단백질의 고정 부위로 기능한다.이 도메인의 단백질 리간드에는 안키린, 단백질 4.2, 단백질 4.1, 글리세린알데히드-3-인산탈수소효소(GAPDH), 포스포프룩토키나아제, 알돌라아제, 헤모글로빈, 헤미크롬 및 단백질 티로신인산화효소(p72syk)[6]가 포함된다.

사람의 음이온 교환기

사람의 경우 음이온 교환기는 10개의 평행 부재로 이루어진 용질 캐리어 패밀리 4(SLC4A1-5; SLC4A7-11)에 속한다.9는 HCO를 운반하는−
3 단백질을 암호화한다.기능적으로 이들 단백질 중 8개는 Cl-HCO−
3 교환기(AE1-3) 3개와 Na 결합+ HCO−
3 운반체(NBCe1, NBCe2, NBCn1, NBCn2, NDCBE) 5개로 크게 나뉜다.Na 결합+ 트랜스포터 중 2개(NBCe1, NBCe2)는 전기유전자이며, 나머지 3개 Na 결합+ HCO−
3 트랜스포터 [7][8]및 3개 AE는 모두 전기중성체이다.다른 2개(AE4, SLC4A9 및 BTR1, SLC4A11)는 특성화되어 있지 않다.전부는 아니지만 대부분은 4,4'-diisothiocyanostilbene-2,2'-disulfonate(DIDS)에 의해 억제된다.SLC4 단백질은 산염기 항상성, 상피(예: 신장 근위세관에서 HCO의−
3 흡수, 췌관−
3 내 HCO의 분비)에−
3 의한 HCO 또는 HCO의+ 운반, 세포량 및 세포 내 [8]pH 조절에 역할을 한다.

모든 SLC4 단백질은 수경 플롯에 기초하여 세포막에서 유사한 위상을 공유한다는 가설을 세웠다.이들은 수백~수백 개의 잔류물로 구성된 비교적 긴 세포질 N-말단 도메인을 가지고 있으며, 이어서 10~14개의 막 통과 도메인(TM)을 가지고 있으며, 약 30~90개의 잔류물로 구성된 비교적 짧은 세포질 C-말단 도메인으로 끝난다.C-말단 도메인은 단백질 크기의 작은 비율로 구성되지만, 경우에 따라서는 (i) 단백질-단백질 상호작용에 중요할 수 있는 결합 모티브(예를 들어 AE1, AE2, NBCn1)를 가지며, (ii) 세포막으로의 수송에 중요할 수 있으며 (예를 들어, AE1, NBCe1), (예를 들어, AE1 및 NBCe1)를 제공할 수 있다.nsporter는 단백질 키나제 A 인산화(예: NBCe1)[9]를 통해 기능한다.

SLC4 패밀리는 다음과 같은 단백질로 구성됩니다.

음이온 교환기 1

주요 기사: SLC4A1

인간 음이온 교환기 1(AE1 또는 밴드 3)은 CAII 결합이 AE1 수송 활성을 약 10배 [10]활성화함에 따라 "수송 대사"를 형성하는 탄소 무수분해효소 II(CAI)를 결합시킨다.AE1은 또한 글리코포린과의 상호작용에 의해 활성화되며, 글리코포린은 또한 이를 [11]혈장막으로 표적화하는 기능을 한다.막에 내장된 C 말단 도메인은 각각 막에 13~16회 걸쳐 있을 수 있다.Zhu et al의 모델에 따르면.(2003년) 사람의 AE1은 α-나선으로서 16회, 13회, [12]β-스트랜드로서 3회(TMS 10, 11, 14)의 막에 걸친다.AE1은 음이온 교환(안티포트) 반응을 우선적으로 촉매한다.인간 음이온 교환기 1(AE1)의 특이점 돌연변이는 이 전기중성 음이온 교환기를 1가의 양이온 컨덕턴스로 변환한다.AE1 스패닝도메인내의 같은 트랜스포트 사이트가 음이온 교환과 양이온 트랜스포트 [13]양쪽에 관계하고 있습니다.

인간 적혈구의 AE1은 다양한 무기 및 유기 음이온을 운반하는 것으로 나타났다.2가의 음이온은 H와+ 심볼트 할 수 있다.또한 인지질 2층 중 1층에서 다른 1층으로 도데실황산나트륨(SDS)이나 포스파티드산 등의 여러 음이온성 양성 분자의 플립을 촉매한다.플립 속도는 이 AE1 촉매 과정이 적혈구 및 다른 동물 조직에서도 생리적으로 중요하다는 것을 시사할 만큼 충분히 빠르다.음이온성 인지질 및 지방산은 천연 기질일 가능성이 높다.그러나 TMS가 존재하는 것만으로도 지질 플립 플랍의 [14][15]속도가 향상됩니다.

구조.

3.5앵스트롬에서의 AE1(CTD) 결정구조가 [16]결정되었다.이 구조물은 억제제에 의해 바깥쪽을 향한 개방 구성으로 잠겨 있다.이 구조를 내향배경에서 우라실수송체 UraA의 기질결합구조와 비교함으로써 AE1(CTD)에서 음이온결합 가능성이 있는 위치를 식별할 수 있었고, 선택된 돌연변이가 질병으로 이어지는 이유를 설명할 수 있는 가능한 수송 메커니즘의 제안으로 이어졌다.3D 구조를 통해 AE 패밀리가 APC 슈퍼 [9]패밀리의 일원인 것이 확인되었습니다.

RCSB에는 AE1 단백질에 대한 몇 가지 결정 구조가 있습니다(링크도 TCDB에서 사용 가능).

AE1: 1BH7, 1BNX, 1BTQ, 1BTR, 1BTS, 1BTT, 1BZK, 2BTA, 1HYN, 2BTB, 3BTB, 4BKy PD: 4B:

기타 멤버

신장+ Na:HCO−
3 공수송기는 AE 계열의 것으로 밝혀졌다.이들은 DIDS 및 SITS와 같은 AE의 전형적인 스틸벤 억제제에 의해 억제되는 전기유전자 과정에서 신장 근위세관에서 HCO의−
3 재흡수를 촉매한다.그것들은 또한 많은 다른 신체 조직에서도 발견됩니다.적어도 두 개의 유전자가 하나의 포유류에서 이러한 기호체를 부호화한다.10개의 TMS 모델이 [17]제시되었지만 이 모델은 AE1용으로 제안된 14개의 TMS 모델과 충돌합니다.인간 췌장 전기유전자+ Na의 막 통과 위상:HO−
3 트랜스포터, NBC1이 [18]연구되었습니다.세포질에서 N- 및 C-말단을 갖는 TMS 위상이 제안되었다.세포외 루프는 Na-HCO+−
3 공수송체의 [19]화학량계를 결정한다.

Na 비의존+ 음이온 교환기(AE1-3) 및 Na 외에+ 다음과 같은 것이 있습니다.HCO−
3 코트랜스포터(NBC) (전기중성 또는 전기유전자일 수 있음) Nc-drived+ HCO−
3/Cl− 교환기(NcBE)가 배열 및 특성화되었습니다.[20]Na + HCO를−
3 내향으로 우선+ 수송하고− H + Cl을 외향으로 우선+ 수송한다.이 NKBE는 세포질 알칼린화에 중요한 역할을 하는 포유동물 조직에 널리 퍼져있다.예를 들어 췌장β세포에서는 인슐린 분비에 관련된 포도당 의존성 pH 상승을 매개한다.

혈장막에서 ABC형 염화물 채널 단백질 CFTR(TC#3.A.1.202.1)을 코드하는 조직 배양 중 동물세포는 AE 활성의 주기적인 AMP 의존적 자극을 보이는 것으로 보고되었다.조절은 CFTR의 Cl− 전도도 함수와 독립적이었으며 CFTR의 뉴클레오티드 결합 도메인 #2의 돌연변이는 염화물 채널 활성에 대한 영향과는 독립적으로 조절을 변경하였다.이러한 관찰은 낭포성 섬유증 환자의 손상된−
3 HCO 분비를 설명할 수 있다.

식물 및 균류의 음이온 교환기

식물과 효모는 식물의 순환 세포와 효모 세포의 혈장 막에서 붕산염 또는 붕산을 수출하는 음이온 운반체를 가지고 있다(pKa = 9.2).[5]A. 탈리아나에서는 새싹으로의 흡수를 위한 농도 구배에 반하여 주자전거 세포에서 근성 아포플라즘으로 붕소가 수출된다.세레비시아에 있어서 수출은 농도 구배에도 반한다.효모수송체는 기질일 수 있는 HCO, I, Br−, NO−
3, Cl을−− 인식한다−
3.곡물에서 붕소 독성에 대한 내성은 붕소의 조직 축적 감소와 관련이 있는 것으로 알려져 있다.Arabidopsis와 쌀의 유출 운반체와 유사성이 높은 붕소 내성 밀과 보리의 뿌리 유전자 발현으로 유출 [21]메커니즘에 의한 붕소 농도를 낮췄다.에너지 커플링의 메커니즘은 알려져 있지 않으며 붕산염 또는 붕산이 기질인지도 알려져 있지 않습니다.데이터에는 [5]여러 가지 가능성(유니포트, 음이온: 음이온 교환 및 음이온: 양이온 교환)이 있습니다.

전송 반응

AE 계열의 음이온 교환기에 의해 촉매되는 생리적으로 관련된 운반 반응은 다음과 같습니다.[9]

Cl−(입력) + HCO−
3(출력) cl− Cl(출력) + HCO−
3(입력)

Na의+ 경우:HCO3-공수송기는 다음과 같습니다.

Na+ (아웃) + nHCO−
3 (아웃) → Na+ (인) + nHCO−
3 (인)

Na+/HCO−
3:H+/Cl− 교환기의 경우:

Na+ (아웃) + HCO−
3 (아웃) + H+ (인) + Cl− (인) na+ Na (인) + HCO−
3 (인) + H+ (아웃) + Cl− (아웃)

식물과 효모의 붕소 유출 단백질은 다음과 같다.

붕소(in) → 붕소(out)

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

2016년 1월 28일 현재, 이 기사는 전체 또는 일부에서 파생되었습니다.트랜스포터 분류 데이터베이스저작권자는 CC BY-SA 3.0 및 GFDL에 따라 재사용할 수 있도록 콘텐츠의 라이선스를 취득했습니다.모든 관련 조건을 준수해야 합니다.원래 텍스트는 "2"였다.A.31 음이온 교환기(AE) 제품군"

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