Никотинамидные рибонуклеозидные переносчики
| Идентификаторы | |||
|---|---|---|---|
| Символ | Плюс | ||
| Pfam | PF04973 | ||
| TCDB | 4.B.1 | ||
| OPM Суперсемейство | 377 | ||
| OPM белок | 4qtn | ||
| |||
Семейство поглощения никотинамида рибонуклеозида (NR) пермеаза (PNUC) ( TC# 4.B.1 ) представляет собой семейство трансмембранных транспортеров, которое является частью суперсемейства TOG . [ 1 ] Тесные гомологи ПНУК обнаружены в широком спектре грамотрицательных и грамположительных бактерий , археи и эукариот . [ 2 ]
Функция
[ редактировать ]PNUC Salmonella Typhimurium и Haemophilus influenzae Считается, что функционирует совместно с гомологами NADR, многофункциональными белками, которые вместе с ПНУК участвуют в фосфорилировании NR , транспорте и транскрипционной регуляции . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] NADR, цитоплазматический белок, который частично связан с мембраной, содержит одну хорошо консервативную и одну плохо консервативную мононуклеотидсвязывающую консенсусную последовательность (G-X4 GK). Он движет транспортом и может сделать транспорт, реагирующий на внутренние уровни нуклеотидов пиридина. В то время как его N-концевая половина функционирует в качестве репрессора, его С-концевая половина функционирует как NR-киназа в процессе транслокации предполагаемой группы. [ 6 ]
Пнук гемофила гриппа
[ редактировать ]цитоплазму . Было показано, что гомолог H. influenzae транспортирует NR из периплазмы в Фосфорилирование NR с помощью NADR требуется для поглощения NR. Домен рибонуклеозида киназы (RNK) имеет как Walker A , так и Walker B мотивы , ответственные за связывание АТФ и перенос фосфорила. Кроме того, предложенный домен крышки был идентифицирован в RNK. Домены крышки были обнаружены в других киназах, и эти домены представляют собой области, которые способны перемещаться после привязки субстрата. Они несут ответственность за координацию трех различных конформаций, открытого состояния в отсутствие субстрата, частично закрытое состояние после привязки субстрата и полностью закрытое состояние, когда присутствуют оба субстрата.
В H. influenzae NR входит в NAD + Путь ресинтеза после фосфорилирования в NMN, а впоследствии NAD + синтезируется из NMN и ATP через активность NMN Adenylyl -трансферазы. [ 7 ] [ 8 ] NADR представляет собой многофункциональный комплекс регулятора/фермента, способный интегрировать несколько функций, таких как ферментативный катализ, транспорт и регуляторная активность транскрипции.
Другие избиратели, необходимые для поглощения
[ редактировать ]Компоненты пути H. influenzae, необходимые для NAD + , NMN и NR поглощение были определены. Merdanovic et al. охарактеризовали два фермента, нуклеотид -фосфатазу наружной мембраны и NAD + нуклеотидаза (NADN), расположенная в периплазме. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Они показали, что НАД + и NMN пересекают внешнюю мембрану в основном через OMPP2 Porin. [ 12 ]
Только NR может использоваться транспортной системой PNUC, расположенной во внутренней мембране. [ 13 ] [ 14 ] Продукт гена PNUC - это белок, который отвечает за основной поток субстрата NR в цитоплазму. Изучение Merdanovic et al. предполагает, что активность RNK NADR определяет транспорт NR и отрицательно регулируется цитоплазматической NAD + Запрещение обратной связи. Следовательно, поглощение NR находится под контролем обратной связи NADR. [ 4 ]
АТФ, а не мотив протона , по -видимому, требуется для поглощения NR. Таким образом, движущей силой поглощения NR через PNUC является фосфорилирование NR NADR. Можно рассмотреть механизм транслокации согласованной группы, в соответствии с которым NADR облегчает диссоциацию NR от PNUC путем фосфорилирования его до NMN, что предотвращая отток NR.
Транспортная реакция
[ редактировать ]Предлагаемая реакция транспорта, катализируемая PNUC, и NADR: [ 2 ]
Nr (out) + atp (in) → nmn (in) + adp (in).
Структура
[ редактировать ]PNUC Salmonella Typhimurium и Haemophilus influenzae представляют собой интегральные мембранные белки , 239 и 226 амино ацильных остатков (AAS), соответственно, с 7 предполагаемыми трансмембранными α-спиртными сегментами .
Структура NADR была определена. [ 15 ] Мутации в гене NADR , которые мешают поглощению NR в С-концевой части NADR. [ 16 ] Домен связывания ДНК -спирали-спираль , присутствующий в NADR S. enterica serovar typhimurium [ 16 ] Нельзя найти в гомологе NADR H. influenzae . Следовательно, было предложено, что в H. influenzae NADR не имеет регуляторной функции на уровне транскрипции. [ 7 ] Структуры человеческой NR -киназы 1 (2QL6_P) с связанными нуклеотидными и нуклеозидными субстратами были решены. [ 17 ] Он структурно похож на Rossmann Fold метаболитные киназы .
Было показано, что PNUC напоминает сладких носильщиков в общей складке, [ 18 ] Поддерживая вывод о том, что эти две семьи являются членами суперсемейства TOG. [ 1 ]
Кристаллические структуры
[ редактировать ]Плетение белка NADR H. influenzae PDB : 1LW7
NR Transporter PNUC PDB : 4QTN
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный 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 .
- ^ Jump up to: а беременный Saier, MH Jr. "4.B.1 Семейство некотинамид рибонуклеозида (NR) Permease (PNUC)" . База данных классификации Transporter . Saier Lab Bioinformatics Group / SDSC.
- ^ Foster JW, Park YK, Penfound T, Fenger T, Spector MP (август 1990). «Регуляция метаболизма NAD в сальмонелле Typhimurium: анализ молекулярной последовательности двухфункционального регулятора NADR и оперона NADA-PNUC» . Журнал бактериологии . 172 (8): 4187–96. doi : 10.1128/jb.172.8.4187-4196.1990 . PMC 213241 . PMID 2198247 .
- ^ Jump up to: а беременный Merdanovic M, Sauer E, Reidl J (июль 2005 г.). «Соединение биосинтеза NAD+ и никотинамид рибозилового транспорта: характеристика мутантов рибонуклеотид -киназы NADR» гриппа гемофилуса » . Журнал бактериологии . 187 (13): 4410–20. doi : 10.1128/jb.187.13.4410-4420.2005 . PMC 1151767 . PMID 15968050 .
- ^ Penfound T, Foster JW (январь 1999 г.). «NAD-зависимая ДНК-связывающая активность бифункционального регулятора NADR сальмонеллы тайфимурия» . Журнал бактериологии . 181 (2): 648–55. doi : 10.1128/jb.181.2.648-655.1999 . PMC 93422 . PMID 9882682 .
- ^ Митчелл П., Мойл Дж. (Август 1958 г.). «Групповая транслокация: следствие транс-переноса группового трансфера, катализируемого ферментами». Природа . 182 (4632): 372–3. Bibcode : 1958natur.182..372M . doi : 10.1038/182372a0 . PMID 13577842 . S2CID 4261342 .
- ^ Jump up to: а беременный Курнасов О.В., Полануер Б.М., Ананта С., Стоутский Р., Там А., Гердес Си, Остерман А.Л. (декабрь 2002 г.). «Рибозилникотинамид -киназный домен белка NADR: идентификация и последствия в биосинтезе NAD» . Журнал бактериологии . 184 (24): 6906–17. doi : 10.1128/jb.184.24.6906-6917.2002 . PMC 135457 . PMID 12446641 .
- ^ Cynamon MH, Sorg TB, (Onctober 1988). Полем Журнал . 134 (10): 2789–9 doi : 10.1099/002121287-134-10-2789 . PMID 3254936 .
- ^ Кеммер Г., Рейли Т.Дж., Шмидт-Браунс Дж., Злотник Г.В., Грин Б.А., Фиске М.Дж., Герберт М., Краис А., Шлёр С., Смит А., Рейдл Дж (июль 2001 г.). «NADN и E (P4) необходимы для использования мононуклеотида NAD и никотинамида, но не никотинамида рибозида в гриле гриппа» . Журнал бактериологии . 183 (13): 3974–81. doi : 10.1128/jb.183.13.3974-3981.2001 . PMC 95280 . PMID 11395461 .
- ^ Reidl J, Schlör S, Kraiss A, Schmidt-Brauns J, Kemmer G, Soleva E (март 2000 г.). «Использование NADP и NAD в Haemophilus influenzae» Молекулярная микробиология 35 (6): 1573–8 Doi : 10.1046/ j.1365-2958.2000.01829.x 10760156PMID S2CID 29776509
- ^ Schmidt-Brauns J, Herbert M, Kemmer G, Kraiss A, Schlör S, Reidl J (август 2001 г.). «Является ли NAD -пирофосфатаза, необходимой для умножения гемофила гриппа B в крови?». Международный журнал медицинской микробиологии . 291 (3): 219–25. doi : 10.1078/1438-4221-00122 . PMID 11554562 .
- ^ Andersen C, Maier E, Kemmer G, Blass J, Hilpert AK, Benz R, Reidl J (июль 2003 г.). «Porin Ompp2 Haemophilus influenzae показывает специфичность для нуклеотидных субстратов никотинамида» . Журнал биологической химии . 278 (27): 24269–76. doi : 10.1074/jbc.m213087200 . PMID 12695515 .
- ^ Герберт М., Сауэр Е., Сметерст Г., Краис А., Хилперт А.К., Рейдл Дж (сентябрь 2003 г.). «Никотинамидные рибозильные мутанты в Haemophilus influenzae» . Инфекция и иммунитет . 71 (9): 5398–401. doi : 10.1128/iai.71.9.5398-5401.2003 . PMC 187334 . PMID 12933892 .
- ^ Sauer E, Merdanovic M, Mortimer AP, Gravingmann G, Reidl J (декабрь 2004 г.). «Пнук и использование никотинамидного рибозида аналогового 3-аминопиридина в гриле-гриппе» . Антимикробные агенты и химиотерапия . 48 (12): 4532–41. doi : 10.1128/aac.48.12.4532-4541.2004 . PMC 529221 . PMID 15561822 .
- ^ Сингх С.К., Курнасов О.В., Чен Б., Робинсон Х., Гришин Н.В., Остерман А.Л., Чжан Х (сентябрь 2002 г.). «Кристаллическая структура белка Haemophilus influenzae nadr. Бифункциональный фермент, наделенный NMN Аденилтрансферазой и рибозилникотинимид -киназой» . Журнал биологической химии . 277 (36): 33291–9. doi : 10.1074/jbc.m204368200 . PMID 12068016 .
- ^ Jump up to: а беременный Foster JW, Penfound T (сентябрь 1993 г.). «Бифункциональный регулятор NADR Salmonella Typhimurium: расположение областей, связанных с связыванием ДНК, переносом нуклеотидов и внутримолекулярной связи» . Письма микробиологии FEMS . 112 (2): 179–83. doi : 10.1016/0378-1097 (93) 90161-t . PMID 8405960 .
- ^ Темпель В., Рабе В.М., Боган К.Л., Беленки П., Войсик М., Сейдл Х.Ф., Недиалкова Л., Ян Т., Сов А.А., Парк Х.В., Бреннер С. (октябрь 2007 г.). «Структуры никотинамида рибозида киназы выявляют новые пути к NAD+» . PLOS Биология . 5 (10): E263. doi : 10.1371/journal.pbio.0050263 . PMC 1994991 . PMID 17914902 .
- ^ Jaehme M, Guskov A, Slotboom DJ (февраль 2016 г.). "Переносчики PNU: разве они не сладкие?" (PDF) . Тенденции в биохимических науках . 41 (2): 117–118. doi : 10.1016/j.tibs.2015.11.013 . PMID 26692123 . S2CID 3553243 .
