✖


Jump to content

Митохондриальный носитель

Митохондриальный носитель АДФ/АТФ
Идентификаторы
Символ Мито_карр
Пфам PF00153
ИнтерПро ИПР018108
PROSITE PDOC00189
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 1окц / СКОПе / СУПФАМ
TCDB 2.А.29
Суперсемейство OPM 21
белок OPM 1окк
Доступные белковые структуры:
Pfam  structures / ECOD  
PDBRCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsumstructure summary
PDB2bmnA:9-104 2c3eA:112-206 1ymjA:112-206 1okcA:112-206 1ym6A:112-206
Суперсемья MC
Идентификаторы
Символ ?
ИнтерПро ИПР023395

Митохондриальные переносчики — это белки из семейства растворенных переносчиков 25, которые переносят молекулы через мембраны митохондрий . [ 1 ] Митохондриальные переносчики также классифицируются в базе данных классификации транспортеров . митохондриальных носителей ( MC ) Суперсемейство было расширено и теперь включает в себя как исходное митохондриальных носителей ( MC ) семейство ( TC# 2.A.29 ), так и семейство слияния митохондриальной внутренней/внешней мембраны (MMF) ( TC# 1.N.6). ). [ 2 ]

Филогения

[ редактировать ]

Члены семейства MC (SLC25) ( TC# 2.A.29 ) встречаются исключительно в эукариотических органеллах, хотя они кодируются ядром. Большинство из них обнаружено в митохондриях, но некоторые обнаружены в пероксисомах животных, в гидрогеносомах анаэробных грибов и в амилопластах растений.

SLC25 — крупнейшее семейство переносчиков растворенных веществ у человека. В геноме человека идентифицировано 53 члена, 58 — у A. thaliana и 35 — у S. cerevisiae . Функции примерно 30% белков SLC25 человека неизвестны, но большинство гомологов дрожжей функционально идентифицированы. [ 3 ] [ 4 ] См. в TCDB. функциональные назначения

Функция

[ редактировать ]

Многие белки MC преимущественно катализируют обмен одного растворенного вещества на другое ( антипорт ). Разнообразные белки-субстраты-переносчики , которые участвуют в переносе энергии, были обнаружены во внутренних мембранах митохондрий и других эукариотических органелл, таких как пероксисома , и облегчают транспорт неорганических ионов, нуклеотидов, аминокислот, кетокислот и кофакторов через мембрана. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] К таким белкам относятся:

Функциональные аспекты этих белков, включая транспорт метаболитов, были рассмотрены доктором Фердинандо Палмьери и доктором Чиро Леонардо Пьерри (2010). [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Заболевания, вызванные дефектами митохондриальных носителей, рассмотрены Palmieri et al. (2008) и Гутьеррес-Агилар и Бэйнс, 2013. [ 15 ] [ 16 ] Мутации генов-носителей митохондрий, участвующих в функциях митохондрий, кроме окислительного фосфорилирования, ответственны за дефицит переносчика карнитина/ацилкарнитина, синдром HHH , дефицит изоформы 2 аспартата/глутамата, микроцефалию амишей и неонатальную миоклоническую эпилепсию. Эти нарушения характеризуются специфическими метаболическими дисфункциями, зависящими от физиологической роли пораженного носителя в промежуточном обмене. Дефекты митохондриальных переносчиков, снабжающих митохондрии субстратами окислительного фосфорилирования — неорганическим фосфатом и АДФ, — ответственны за заболевания, характеризующиеся нарушением энергопродукции. [ 15 ] Остатки, участвующие в связывании субстрата в середине транспортера и гейтировании, были идентифицированы и проанализированы. [ 8 ]

Структура

[ редактировать ]

Пермеазы семейства MC (семейство SLC25 человека) обладают шестью трансмембранными α-спиралями . Белки имеют довольно однородный размер и содержат около 300 остатков. Они возникли в результате тандемной внутригенной трипликации, при которой генетический элемент, кодирующий два гаечных ключа, дал начало одному, кодирующему шесть гаечных ключей. [ 17 ] Это событие могло произойти менее 2 миллиардов лет назад, когда митохондрии впервые развили свои специализированные эндосимбиотические функции внутри эукариотических клеток. [ 18 ] Члены семейства MC представляют собой функциональные и структурные мономеры, хотя в ранних сообщениях указывалось, что они являются димерами. [ 3 ] [ 4 ]

Большинство белков MC содержат первичную структуру, имеющую три повтора, каждый из которых имеет длину около 100 аминокислотных остатков, и оба N- и C-конца обращены к межмембранному пространству . Все носители содержат общую последовательность, называемую мотивом MCF, в каждой повторяющейся области с некоторыми вариациями в одной или двух сигнатурных последовательностях. [ 1 ]

Среди идентифицированных членов семейства митохондриальных переносчиков именно носитель АДФ/АТФ (AAC; TC# 2.A.29.1.1 ) отвечает за импорт АДФ в митохондрии и экспорт АТФ из митохондрий и в цитозоль после синтеза. [ 19 ] AAC представляет собой интегральный мембранный белок , который синтезируется без расщепляемой препоследовательности, но вместо этого содержит внутреннюю информацию о нацеливании. [ 20 ] Он представляет собой корзинчатую структуру с шестью трансмембранными спиралями, наклоненными относительно мембраны, 3 из них «перегнуты» из-за присутствия пролильных остатков. [ 1 ]

Остатки, важные для механизма транспорта, вероятно, будут симметричными, тогда как остатки, участвующие в связывании субстрата, будут асимметричными, отражая асимметрию субстратов. Оценивая симметрию остатков в повторах последовательности, Robinson et al. (2008) определили сайты связывания субстрата и сети солевых мостиков, которые важны для транспорта. Анализ симметрии позволяет оценить роль остатков и дает ключ к разгадке химической идентичности субстратов нехарактерных переносчиков. [ 21 ]

Существуют структуры митохондриального носителя АДФ/АТФ в двух разных состояниях. Одним из них является цитоплазматическое состояние, ингибируемое карбоксиатрактилозидом , при котором сайт связывания субстрата доступен в межмембранном пространстве, которое сливается с цитозолем, т.е. бычий митохондриальный АДФ/АТФ-носитель PDB : 1OKC / PDB : 2C3E , [ 22 ] [ 23 ] дрожжевой носитель ADP/ATP Aac2p PDB : 4C9G / PDB : 4C9H , [ 24 ] дрожжевой носитель ADP/ATP Aac3p PDB : 4C9J / PDB : 4C9Q , [ 24 ] Другим является матриксное состояние, ингибируемое бонгкрекиевой кислотой , в котором сайт связывания субстрата доступен митохондриальному матриксу, т.е. грибковому митохондриальному переносчику АДФ/АТФ PDB : 6GCI . [ 25 ] Кроме того, имеются структуры кальцийрегуляторных доменов митохондриального переносчика АТФ-Mg/Pi в кальцийсвязанном состоянии PDB : 4ZCU / PDB : 4N5X. [ 26 ] [ 27 ] и митохондриальные носители аспартата/глутамата в разных регуляторных состояниях PDB : 4P5X / PDB : 4P60 / PDB : 4P5W . [ 28 ]

Субстраты

[ редактировать ]

Митохондриальные переносчики транспортируют аминокислоты , кетокислоты , нуклеотиды , неорганические ионы и кофакторы через внутреннюю мембрану митохондрий . Транспортеры состоят из шести трансмембранных альфа-спиралей с тройной псевдосимметрией. [ 29 ]

Транспортируемые субстраты членов семейства MC могут связываться со дном полости, а транслокация приводит к временному переходу от конформации «ямки» к конформации «канала». [ 30 ] Ингибитор ААС, карбоксиатрактилозид, вероятно, связывается там, где связывается АДФ, в ямке на внешней поверхности, блокируя таким образом транспортный цикл. Считается, что другой ингибитор, бонгкрекиевая кислота , стабилизирует вторую конформацию, в которой ямка обращена к матрице. В этой конформации ингибитор может связываться с сайтом связывания АТФ. Были предложены функциональные и структурные роли остатков в ТМС. [ 31 ] [ 32 ] Сигнатура митохондриального носителя Px[D/E]xx[K/R] носителей, вероятно, участвует как в биогенезе, так и в транспортной активности этих белков. [ 33 ] В геноме мимивируса был идентифицирован гомолог, который является переносчиком dATP и dTTP. [ 34 ]

Примеры транспортируемых соединений включают:

Примеры

[ редактировать ]

Белки человека, содержащие этот домен, включают:

Дрожжевой Ugo1 является примером семейства MMF, но у этого белка нет человеческого ортолога.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с Нури, Х.; Даут-Гонсалес, К.; Трезеге, В.; Локин, GJM; Брандолин, Г.; Пебай-Пейрула, Э. (2006). «Связь между структурой и функцией митохондриального переносчика АДФ/АТФ». Анну. Преподобный Биохим . 75 : 713–41. doi : 10.1146/annurev.biochem.75.103004.142747 . ПМИД   16756509 .
  2. ^ Куан Дж., Сайер М.Х. (октябрь 1993 г.). «Расширение семейства митохондриальных носителей» . Исследования в области микробиологии . 144 (8): 671–2. дои : 10.1016/0923-2508(93)90073-Б . ПМИД   8140286 .
  3. ^ Перейти обратно: а б Бамбер Л., Хардинг М., Монне М., Slotboom DJ, Кунджи Э.Р. (июнь 2007 г.). «Митохондриальный носитель АДФ/АТФ дрожжей действует как мономер в митохондриальных мембранах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (26): 10830–4. Бибкод : 2007PNAS..10410830B . дои : 10.1073/pnas.0703969104 . ПМК   1891095 . ПМИД   17566106 .
  4. ^ Перейти обратно: а б Бамбер Л., Хардинг М., Батлер П.Дж., Кунджи Э.Р. (октябрь 2006 г.). «Дрожжевые митохондриальные носители АДФ/АТФ являются мономерами в детергентах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (44): 16224–9. Бибкод : 2006PNAS..10316224B . дои : 10.1073/pnas.0607640103 . ПМК   1618811 . ПМИД   17056710 .
  5. ^ Клингенберг М. (март 1990 г.). «Механизм и эволюция разобщающего белка бурой жировой ткани». Тенденции биохимических наук . 15 (3): 108–12. дои : 10.1016/0968-0004(90)90194-G . ПМИД   2158156 .
  6. ^ Нельсон Д.Р., Лоусон Дж.Э., Клингенберг М., Дуглас М.Г. (апрель 1993 г.). «Сайт-направленный мутагенез дрожжевого митохондриального транслокатора АДФ/АТФ. Необходимы шесть аргининов и один лизин». Журнал молекулярной биологии . 230 (4): 1159–70. дои : 10.1006/jmbi.1993.1233 . ПМИД   8487299 .
  7. ^ Янк Б., Хаберманн Б., Швайен Р.Дж., Линк Т.А. (ноябрь 1993 г.). «PMP47, пероксисомальный гомолог митохондриальных растворенных белков-переносчиков». Тенденции биохимических наук . 18 (11): 427–8. дои : 10.1016/0968-0004(93)90141-9 . ПМИД   8291088 .
  8. ^ Перейти обратно: а б Монне М., Палмьери Ф., Кунджи Э.Р. (март 2013 г.). «Субстратная специфичность митохондриальных носителей: новый взгляд на мутагенез». Молекулярная мембранная биология . 30 (2): 149–59. дои : 10.3109/09687688.2012.737936 . hdl : 11563/45833 . ПМИД   23121155 . S2CID   1837739 .
  9. ^ Перейти обратно: а б Дольче В., Каппелло А.Р., Капобьянко Л. (июль 2014 г.). «Митохондриальные трикарбоксилатные и дикарбоксилат-трикарбоксилатные переносчики: от животных к растениям» . ИУБМБ Жизнь . 66 (7): 462–71. дои : 10.1002/iub.1290 . ПМИД   25045044 . S2CID   21307218 .
  10. ^ Палмьери Ф (июнь 1994 г.). «Митохондриальные белки-переносчики» . Письма ФЭБС . 346 (1): 48–54. дои : 10.1016/0014-5793(94)00329-7 . ПМИД   8206158 . S2CID   35726914 .
  11. ^ Уокер Дж. Э. (1992). «Семейство митохондриальных транспортеров». Курс. Мнение. Структура. Биол . 2 (4): 519–526. дои : 10.1016/0959-440X(92)90081-H .
  12. ^ Палмьери Ф (февраль 2004 г.). «Семейство митохондриальных транспортеров (SLC25): физиологические и патологические последствия». Архив Пфлюгерса . 447 (5): 689–709. дои : 10.1007/s00424-003-1099-7 . ПМИД   14598172 . S2CID   25304722 .
  13. ^ Палмьери Ф, Ридер Б, Вентрелла А, Бланко Э, До ПТ, Нуньес-Неси А, Траут АУ, Фьермонте Г, Тьяден Дж, Агрими Г, Кирхбергер С, Паради Э, Ферни А.Р., Нойхаус Х.Э. (ноябрь 2009 г.). «Молекулярная идентификация и функциональная характеристика митохондриальных и хлоропластических белков-переносчиков НАД+ Arabidopsis thaliana» . Журнал биологической химии . 284 (45): 31249–59. дои : 10.1074/jbc.M109.041830 . ПМК   2781523 . ПМИД   19745225 .
  14. ^ Палмьери Ф, Пьерри КЛ (01 января 2010 г.). «Транспорт митохондриальных метаболитов». Очерки по биохимии . 47 : 37–52. дои : 10.1042/bse0470037 . ПМИД   20533899 .
  15. ^ Перейти обратно: а б Палмьери Ф (01 августа 2008 г.). «Заболевания, вызванные дефектами митохондриальных носителей: обзор» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биоэнергетика . 1777 (7–8): 564–78. дои : 10.1016/j.bbabio.2008.03.008 . ПМИД   18406340 .
  16. ^ Гутьеррес-Агилар М., Бейнс С.П. (сентябрь 2013 г.). «Физиологическая и патологическая роль митохондриальных носителей SLC25» . Биохимический журнал . 454 (3): 371–86. дои : 10.1042/BJ20121753 . ПМК   3806213 . ПМИД   23988125 .
  17. ^ Палмьери Ф (01.06.2013). «Семейство митохондриальных транспортеров SLC25: идентификация, свойства и физиопатология». Молекулярные аспекты медицины . 34 (2–3): 465–84. дои : 10.1016/j.mam.2012.05.005 . ПМИД   23266187 .
  18. ^ Куан Дж., Сайер М.Х. (1 января 1993 г.). «Семейство транспортных белков митохондриального носителя: структурные, функциональные и эволюционные взаимоотношения». Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 28 (3): 209–33. дои : 10.3109/10409239309086795 . ПМИД   8325039 .
  19. ^ Кунджи, Эдмунд Р.С.; Александрова, Антония; Кинг, Мартин С.; Маджд, Хома; Эштон, Валери Л.; Серсон, Элизабет; Спрингетт, Роджер; Кибальченко Михаил; Тавулари, Сотирия (2016). «Механизм транспорта митохондриального носителя АДФ/АТФ» (PDF) . Биохимия и биофизика Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1863 (10): 2379–2393. дои : 10.1016/j.bbamcr.2016.03.015 . ISSN   0006-3002 . ПМИД   27001633 .
  20. ^ Райан М.Т., Мюллер Х., Пфаннер Н. (июль 1999 г.). «Функциональная стадия транслокации переносчиков АДФ/АТФ через внешнюю митохондриальную мембрану» . Журнал биологической химии . 274 (29): 20619–27. дои : 10.1074/jbc.274.29.20619 . ПМИД   10400693 .
  21. ^ Робинсон А.Дж., Овери С., Кунджи Э.Р. (ноябрь 2008 г.). «Механизм транспорта митохондриальными переносчиками на основе анализа симметрии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (46): 17766–71. Бибкод : 2008PNAS..10517766R . дои : 10.1073/pnas.0809580105 . ПМК   2582046 . ПМИД   19001266 .
  22. ^ Пебай-Пейрула, Ева; Даут-Гонсалес, Сесиль; Кан, Ричард; Трезеге, Вероника; Локен, Ги Ж.-М.; Брандолин, Жерар (2003). «Структура митохондриального носителя АДФ/АТФ в комплексе с карбоксиатрактилозидом». Природа . 426 (6962): 39–44. Бибкод : 2003Natur.426...39P . дои : 10.1038/nature02056 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   14603310 . S2CID   4338748 .
  23. ^ Нури, Х.; Даут-Гонсалес, К.; Трезеге, В.; Локен, Г.; Брандолин, Г.; Пебай-Пейрула, Э. (2005). «Структурная основа липидопосредованных взаимодействий между митохондриальными мономерами-переносчиками АДФ/АТФ» . Письма ФЭБС . 579 (27): 6031–6036. дои : 10.1016/j.febslet.2005.09.061 . ISSN   0014-5793 . ПМИД   16226253 . S2CID   30874107 .
  24. ^ Перейти обратно: а б Рупрехт, Джонатан Дж.; Хеллавелл, Алекс М.; Хардинг, Мэрилин; Крайтон, Пол Г.; Маккой, Эйрли Дж.; Кунджи, Эдмунд Р.С. (2014). «Структуры дрожжевых митохондриальных носителей АДФ/АТФ поддерживают механизм транспорта с альтернативным доступом на основе доменов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (4): E426–434. Бибкод : 2014PNAS..111E.426R . дои : 10.1073/pnas.1320692111 . ISSN   1091-6490 . ПМЦ   3910652 . ПМИД   24474793 .
  25. ^ Рупрехт, Джонатан Дж.; Кинг, Мартин С.; Зёгг, Томас; Александрова Антония А.; Простите, Элс; Крайтон, Пол Г.; Стейерт, Ян; Кунджи, Эдмунд Р.С. (2019). «Молекулярный механизм транспорта митохондриальным переносчиком АДФ/АТФ» . Клетка . 176 (3): 435–447.e15. дои : 10.1016/j.cell.2018.11.025 . ISSN   1097-4172 . ПМК   6349463 . ПМИД   30611538 .
  26. ^ Харборн, Стивен П.Д.; Рупрехт, Джонатан Дж.; Кунджи, Эдмунд Р.С. (2015). «Индуцированные кальцием конформационные изменения в регуляторном домене митохондриального носителя ATP-Mg/Pi человека» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биоэнергетика . 1847 (10): 1245–1253. дои : 10.1016/j.bbabio.2015.07.002 . ISSN   0006-3002 . ПМЦ   4562336 . ПМИД   26164100 .
  27. ^ Ян, Цинь; Брюшвайлер, Свен; Чоу, Джеймс Дж. (2014). «Самосеквестрированный кальмодулинподобный Ca²⁺ сенсор митохондриального носителя SCaMC и его влияние на Ca²⁺-зависимый транспорт АТФ-Mg/P(i)» . Структура . 22 (2): 209–217. дои : 10.1016/j.str.2013.10.018 . ISSN   1878-4186 . ПМЦ   3946054 . ПМИД   24332718 .
  28. ^ Тангаратнараджа, Чансиван; Рупрехт, Джонатан Дж.; Кунджи, Эдмунд Р.С. (2014). «Индуцированные кальцием конформационные изменения регуляторного домена митохондриальных носителей аспартата/глутамата человека» . Природные коммуникации . 5 : 5491. Бибкод : 2014NatCo...5.5491T . дои : 10.1038/ncomms6491 . ISSN   2041-1723 . ПМК   4250520 . ПМИД   25410934 .
  29. ^ Кунджи Э.Р., Робинсон Эй.Дж. (август 2010 г.). «Сопряжение транслокации протона и субстрата в транспортном цикле митохондриальных переносчиков». Современное мнение в области структурной биологии . 20 (4): 440–7. дои : 10.1016/j.sbi.2010.06.004 . ПМИД   20598524 . S2CID   20100085 .
  30. ^ Кунджи Э.Р., Робинсон Эй.Дж. (1 октября 2006 г.). «Консервативный сайт связывания субстрата митохондриальных носителей» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биоэнергетика . 1757 (9–10): 1237–48. дои : 10.1016/j.bbabio.2006.03.021 . ПМИД   16759636 .
  31. ^ Каппелло А.Р., Курсио Р., Валерия Миньеро Д., Стипани И., Робинсон А.Дж., Кунджи Э.Р., Палмьери Ф. (октябрь 2006 г.). «Функциональная и структурная роль аминокислотных остатков в четных трансмембранных альфа-спиралях бычьего митохондриального переносчика оксоглутарата». Журнал молекулярной биологии . 363 (1): 51–62. дои : 10.1016/j.jmb.2006.08.041 . ПМИД   16962611 .
  32. ^ Каппелло А.Р., Майнер Д.В., Курчо Р., Людовико А., Даддаббо Л., Стипани И., Робинсон А.Дж., Кунджи Э.Р., Палмьери Ф (июнь 2007 г.). «Функциональная и структурная роль аминокислотных остатков в нечетных трансмембранных альфа-спиралях бычьего митохондриального переносчика оксоглутарата». Журнал молекулярной биологии . 369 (2): 400–12. дои : 10.1016/j.jmb.2007.03.048 . ПМИД   17442340 .
  33. ^ Зара В., Феррамоска А., Капобьянко Л., Бальц К.М., Рандел О., Рассов Дж., Палмиери Ф., Папатеодору П. (декабрь 2007 г.). «Биогенез дрожжевого дикарбоксилатного носителя: сигнатура носителя облегчает транслокацию через внешнюю мембрану митохондрий» . Журнал клеточной науки . 120 (Пт 23): 4099–106. дои : 10.1242/jcs.018929 . ПМИД   18032784 .
  34. ^ Монне М., Робинсон А.Дж., Боес К., Харбор М.Э., Фернли И.М., Кунджи Э.Р. (апрель 2007 г.). «Геном мимивируса кодирует митохондриальный носитель, который транспортирует dATP и dTTP» . Журнал вирусологии . 81 (7): 3181–6. дои : 10.1128/JVI.02386-06 . ПМК   1866048 . ПМИД   17229695 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mitochondrial_carrier&oldid=1200238305"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 838febfb77f93db142dc990eed447c80__1706486400
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/83/80/838febfb77f93db142dc990eed447c80.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mitochondrial carrier - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)