Сладкие переносчики
| Полудейте PQ-петли | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | PQ-петля | ||
| Pfam | PF03083 | ||
| PFAM клан | PQ-петля | ||
| InterPro | IPR006603 | ||
| УМНЫЙ | SM00679 | ||
| TCDB | 2.A.123 | ||
| OPM Суперсемейство | 415 | ||
| OPM белок | 5ctg | ||
| |||
Сладкая семья ( S Ugars Wall ulituallical E- может быть введен в эфир ) , также известный как PQ-петли , слюна или семейство MTN3 ( TC# 2.A.123 ), является семейством транспортеров сахара и членом Тог Суперсемейство . Белки сладкого семейства были обнаружены у растений , животных , простейших и бактерий . У членов семейства эукариотических семей есть 7 трансмембранных сегментов (TMSS) в расположении повторения 3+1+3. [ 1 ]
Функция
[ редактировать ]Белки сладкого семейства, по -видимому, катализируют облегченную диффузию (вход или экспорт) сахаров через плазматическую мембрану растений или мембрану эндоплазматической ретикулумы . [ 2 ]
Похоже, они также транспортируют другие метаболиты, такие как Gibberellins. [ 3 ]
Транспортная реакция
[ редактировать ]Генерализованная реакция, катализируемая известными белками этого семейства: [ 1 ]
- сахара (в) ⇌ сахара (Out)
Открытие
[ редактировать ]Сладости были первоначально идентифицированы в Arabidopsis Thaliana , на экране для новых посредников трансмембранного транспорта глюкозы. В этом эксперименте были отобраны несколько ранее нехарактерных мембранных белков. Эти нехарактерные мембранные белки анализировали на способность транспортировки глюкозы путем экспрессии в клетках HEK293T (эмбриональная почечная), которые имеют незначительную способность транспортировки глюкозы в нормальном состоянии. Эти мембранные белки были совместно экспрессированы с флуоресцентным FRET (Förster Resonance Energy Device) датчик глюкозы, локализованный в эндоплазматической ретикулуме (ER). [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Движение глюкозы от цитоплазмы к ER клеток HEK293T контролировали путем количественной оценки изменений отношения FRET. Используя этот анализ, был идентифицирован первый член сладкой семьи, Atsweet1. Другие потенциальные члены семьи были идентифицированы с помощью гомологии последовательности. [ 10 ]
Гомологи
[ редактировать ]Chen et al. (2010) рассмотрели доказательства нового класса сахарных перевозчиков, названных сладостями. [ 10 ] Те, которые опосредуют транспорт глюкозы, включают не менее шести из семнадцати сахарных гомологов в арабидопсисе (т.е., TC#S 2.a.123.1.3 , 2.a.123.1.5 , 2.a.123.1.9 , 2.a. 123.1.13 ), два из более чем двадцати носильщиков в рисе (TC#S 2.a.123.1.6 и 2.a.123.1.18 ), два из семи Гомологи у Caenorhabditis elegans (т. Е., TC# 2.A.123.1.10 ) и единого копии человека -белка ( SLC50A1 Homo Sapiens , TC# 2.A.123.1.4 ). Без Arabidopsis sweet8 (TC# 2.A.123.1.5) пыльца не является жизнеспособной. Было показано, что кукурузный гомолог Zmsweet4c участвует в заполнении семян. [ 11 ]
В настоящее время классифицированные члены семейства Sweet Transporter можно найти в базе данных классификации Transporter.
Сладости в растениях
[ редактировать ]Растения сладости падают на четыре подклада . [ 10 ] Томатный геном кодирует 29 сладостей. [ 12 ]
Sweet9 в секреции нектара
[ редактировать ]Lin et al., 2014, изучил роль Sweet9 в нектарах. Sweet9 является членом Clade 3. Было показано, что гомолог в петуниях имеет обратную корреляцию между экспрессией и содержанием крахмала в нектарах. Мутация и сверхэкспрессия sweet9 у арабидопсиса привели к соответствующей потере и увеличению секреции нектара, соответственно. После показа, что Sweet9 участвует в секреции нектара, следующим шагом было определить, на каком этапе процесса Sweet9 выполняет свою функцию. 3 варианта были: разгрузка флоэмы, поглощение или отток от нектарной паренхимы. Комбинация исследований локализации и анализа накопления крахмала показала, что Sweet9 участвует в оттоке сахарозы из нектарной паренхимы. [ 13 ]
Сладости 11, 12 и 15 в питании эмбрионов
[ редактировать ]Chen et al., 2015, спросили, какие сладости участвуют в обеспечении питания эмбриону. Команда заметила, что мРНК и белок для сладостей 11, 12 и 15 экспрессируются на высоких уровнях на некоторой стадии развития эмбрионов. Каждый ген впоследствии был мутировал, чтобы генерировать сладкий 11; 12; 15 тройного мутанта, которому не хватало активности в каждом из трех генов. Было показано, что этот тройной мутант имеет задержку развития эмбрионов; То есть семена тройного мутанта были значительно меньше, чем у дикого типа одновременно во время развития. Содержание крахмала в семенном слое было выше, чем дикий тип, а содержание крахмала эмбриона было ниже, чем в диком типе. Кроме того, было показано, что уровни белка контролируются материнскими, у мутанта Sweet11; 12; 15, пересекаемого с растением дикого типа, мутантный фенотип был замечен только тогда, когда Sweet11; 12; 15 использовали в качестве материнского растения. [ 14 ]
Структура
[ редактировать ]
Многие бактериальные гомологи имеют только 3 ТМС и имеют половину размера, но они, тем не менее, являются членами Сладкой семьи с одним однократным отделением ТМС. Другие бактериальные гомологи имеют 7 TMS, как и большинство эукариотических белков в этом семействе. Сладкая семья большая и разнообразная. Основываясь на трехмерном структурном анализе, вполне вероятно, что эти парные 3-сладкие члены семейства TMS функционируют в качестве носителей.
Бактериальные полуспети, состоящие из пакета с тройным списком в конформации 1-3-2, с TM3, зажатым между TM1 и TM2. [ 15 ] Структуры также показывают остатки триптофана и аспарагина, взаимодействующие с сахаром; Точечные мутации этих остатков в аланине разрушают функцию переноса гексозы в полусладке. [ 15 ] Сладкая семья является членом суперсемейства TOG , которая, как полагают, возникла через путь:
2 TMSS -> 4 TMSS -> 8 TMSS -> 7 TMSS -> 3 + 3 TMSS. [ 16 ]
Несколько кристаллических структур доступны на RCSB для членов семьи сладкого/полусладного/PQ-петли/слюны/MTN3.
Смотрите также
[ редактировать ]- Семья растворенных перевозчиков
- Взял суперсемейство
- База данных классификации Transporter
- Транспортер глюкозы
- Транспортный белок
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Saier, MH Jr. "2.A.123 Сладкая; PQ-петля; слюна; MTN3 (сладкая) семья" . База данных классификации Transporter . Saier Lab Bioinformatics Group / SDSC.
- ^ Таканага H, Frommer WB (август 2010 г.). «Облегчающие транспортеры плазматической мембраны функционируют во время транзита ER» . FASEB Journal . 24 (8): 2849–58. doi : 10.1096/fj.09-146472 . PMC 3230527 . PMID 20354141 .
- ^ Канно Y, Оикава Т., Чиба Ю., Исимару Ю., Шимидзу Т., Сано Н., Косиба Т., Камия Ю., Уэда М., Сео М (октябрь 2016 г.). «ATETEPET13 и ATWEET14 регулируют гиббеллин-опосредованные физиологические процессы» . Nat Commun . 7 (13245): 13245. Bibcode : 2016natco ... 713245K . Doi : 10.1038 / ncomms13245 . PMC 5095183 . PMID 27782132 .
- ^ «Наносенсоры | Департамент биологии растений» . dpb.carnegiescience.edu . Получено 1 марта 2016 года .
- ^ Bermejo C, Ewald JC, Lanquar V, Jones AM, Frommer WB (август 2011 г.). «Биохимия in vivo: количественная оценка уровней ионов и метаболитов в отдельных клетках или культурах дрожжей». Биохимический журнал . 438 (1): 1–10. doi : 10.1042/bj20110428 . PMID 21793803 . S2CID 26944897 .
- ^ Джонс А.М., Гроссманн Г., Даниэльсон Джу, Соссо Д., Чен Л.К., Хох, Фроммер В.Б. (июнь 2013 г.). «Биохимия in vivo: применение для биосенсоров малых молекул в биологии растений» . Современное мнение о биологии растений . 16 (3): 389–95. Bibcode : 2013copb ... 16..389j . doi : 10.1016/j.pbi.2013.02.010 . PMC 3679211 . PMID 23587939 .
- ^ Jones AM, Ehrhardt DW, Frommer WB (май 2012 г.). «Бесконечная гонка за новые и улучшенные флуоресцентные белки» . BMC Biology . 10 : 39. doi : 10.1186/1741-7007-10-39 . PMC 3342923 . PMID 22554191 .
- ^ Okumoto S, Jones A, Frommer WB (1 января 2012 г.). «Количественная визуализация с флуоресцентными биосенсорами». Ежегодный обзор биологии растений . 63 : 663–706. doi : 10.1146/annurev-arplant-042110-103745 . PMID 22404462 .
- ^ Hou Bh, Takanaga H, Grossmann G, Chen LQ, Qu XQ, Jones AM, Lalonde S, Schweissgut O, Wiechert W, Frommer WB (октябрь 2011 г.). «Оптические датчики для мониторинга динамических изменений внутриклеточных уровней метаболита в клетках млекопитающих». Природные протоколы . 6 (11): 1818–33. doi : 10.1038/nprot.2011.392 . PMID 22036884 . S2CID 21852318 .
- ^ Jump up to: а беременный в Chen LQ, Hou Bh, Lalonde S, Takanaga H, Hartung ML, Qu XQ, Guo WJ, Kim JG, Underwood W, Chaudhuri B, Chermak D, Antony G, White FF, Somerville SC, Muadgett MB, Frommer WB (ноябрь 2010 ) «Сахарные переносчики для межклеточного обмена и питания патогенов» . Природа . 468 (7323): 527–32. Bibcode : 2010natur.468..527c . doi : 10.1038/nature09606 . PMC 3000469 . PMID 21107422 .
- ^ Соссо Д., Луо Д., Ли К.Б., Сассе Дж., Ян Дж., Гендрот Г., Сузуки М., Кох К.Е., Маккарти Д.Р., Чури П.С., Роговски П.М., Росс-Ибарра Дж., Ян Б., Фроммер В.Б. (декабрь 2015). «Семена наполнения одомашненной кукурузой и рисом зависит от сладкого транспорта гексозы». Природа генетика . 47 (12): 1489–93. doi : 10.1038/ng.3422 . PMID 26523777 . S2CID 6985808 .
- ^ Feng Cy, Han JX, Han XX, Jiang J (декабрь 2015 г.). «Идентификация по всему геному, филогения и анализ экспрессии семейства сладких генов в помидорах». Ген . 573 (2): 261–72. doi : 10.1016/j.gene.2015.07.055 . PMID 26190159 .
- ^ Lin IW, Sosso D, Chen LQ, Gase K, Kim SG, Kessler D, Klinkenberg PM, Gorder MK, Hou BH, Qu XQ, Carter CJ, Baldwin IT, Frommer WB (апрель 2014). «Секреция нектара требует сахарозы фосфат -синтазы и транспортер сахара Sweet9». Природа . 508 (7497): 546–9. Bibcode : 2014natur.508..546L . doi : 10.1038/nature13082 . PMID 24670640 . S2CID 4384123 .
- ^ Chen LQ, Lin IW, Qu XQ, Sosso D, McFarlane HE, Londoño A, Samuels AL, Frommer WB (март 2015 г.). «Каскад последовательно экспрессируемых транспортеров сахарозы в семенном пальто и эндосперме обеспечивает питание для эмбриона арабидопсиса» . Растительная ячейка . 27 (3): 607–19. doi : 10.1105/tpc.114.134585 . PMC 4558658 . PMID 25794936 .
- ^ Jump up to: а беременный Xu Y, Tao Y, Cheung LS, Fan C, Chen LQ, Xu S, Perry K, Frommer WB, Feng L (ноябрь 2014). «Структуры бактериальных гомологов сладких переносчиков в двух различных конформациях» . Природа . 515 (7527): 448–452. Bibcode : 2014natur.515..448x . doi : 10.1038/nature13670 . PMC 4300204 . PMID 25186729 .
- ^ Yee DC, Shlykov MA, Västermark A, Reddy VS, Arora S, Sun EI, Saier MH (ноябрь 2013 г.). «Суперсемейство, связанное с белком, связанным с белком-транспортом-g-рецептором (TOG)» . Журнал FEBS . 280 (22): 5780–800. doi : 10.1111/febs.12499 . PMC 3832197 . PMID 23981446 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Ge YX, Angener GC, Whitech PE, Peters J, Franks J, Buschr M, Zhang LM, Dahlhaus E, Kater MM, Willems GJ, Cree-Molener T (декабрь 2000 г.). «NEC1, новые гены, высоко экспрессируемые в нектарной ткани или Petunia Hybrida» . Заводский журнал . 24 (6): 725–34. doi : 10 111111/j.1365-313x.2000 00926.x. PMID 11135107 .
- Hamada M, Wada S, Kobayashi K, Satoh N (сентябрь 2005 г.). «CI-RGA, ген, кодирующий трансмембранное белок семейства MTN3/Saliva, имеет важное значение для дифференцировки ткани во время эмбриогенеза асцидийского Ciona intestinalis». Дифференциация; Исследования в области биологического разнообразия . 73 (7): 364–76. doi : 10.1111/j.1432-0436.2005.00037.x . PMID 16219040 .
- Hamada M, Wada S, Kobayashi K, Satoh N (июль 2007 г.). «Новые гены, вовлеченные в эмбриогенез Ciona intestinalis: характеристика эмбрионов нокдауна гена» . Динамика развития . 236 (7): 1820–31. doi : 10.1002/dvdy.21181 . PMID 17557306 . S2CID 41944938 .
- Tao Y, Cheung LS, Li S, EOM JS, Chen LQ, Xu Y, Perry K, Frommer WB, Feng L (ноябрь 2015). «Структура эукариотического сладкого транспортера в гомотримерном комплексе» . Природа . 527 (7577): 259–263. Bibcode : 2015natur.527..259t . doi : 10.1038/nature15391 . PMC 4734654 . PMID 26479032 .
По состоянию на 2 февраля 2016 года эта статья получена полностью или частично из базы данных классификации Transporter . Владелец авторских прав лицензировал контент таким образом, что позволяет повторно использовать в соответствии с CC BY-SA 3.0 и GFDL . Все соответствующие условия должны соблюдаться. Оригинальный текст был по адресу "2.a.123 Сладкая; PQ-петля; слюна; Mtn3 (сладкая) семья"