WikiDer > Переносчики захвата никотинамид-рибонуклеозида

Nicotinamide ribonucleoside uptake transporters
Идентификаторы
СимволPnuC
PfamPF04973
TCDB4.B.1
OPM суперсемейство377
Белок OPM4qtn

В Семейство пермеаз захвата никотинамид рибонуклеозидов (NR) (PnuC) (TC № 4.B.1) представляет собой семейство трансмембранных транспортеров, которое является частью TOG суперсемейство.[1] Близкие гомологи PnuC обнаруживаются в широком диапазоне Грамотрицательный и Грамположительные бактерии, археи и эукариоты.[2]

Функция

PnuC из Сальмонелла тифимуриум и Haemophilus influenzae как полагают, функционируют совместно с гомологами NadR, многофункциональными белками, которые вместе с PnuC участвуют в NR фосфорилирование, транспорт и транскрипционная регуляция.[3][4][5] NadR, цитоплазматический белок, частично связанный с мембраной, содержит один хорошо консервативный и один плохо консервативный связывающий мононуклеотид консенсусная последовательность (G-X4 GKS). Он управляет транспортом и может обеспечивать реакцию транспорта на внутренние уровни пиридиновых нуклеотидов. В то время как его N-концевая половина функционирует как репрессор, его C-концевая половина функционирует как NR-киназа в процессе предполагаемой групповой транслокации.[6]

PnuC из Haemophilus influenzae

В H. influenzae гомолог, как было показано, переносит NR из периплазмы в цитоплазму. Фосфорилирование NR с помощью NadR необходимо для поглощения NR. Рибонуклеозид киназа (RNK) имеет оба Уокер А и Мотивы Walker B, ответственный за связывание АТФ и перенос фосфорила. Кроме того, в RNK был идентифицирован предлагаемый домен LID. Домены LID были обнаружены в других киназах, и эти домены представляют собой области, которые способны перемещаться после связывания субстрата. Они отвечают за координацию трех различных конформаций: открытое состояние в отсутствие субстрата, частично закрытое состояние после связывания субстрата и полностью закрытое состояние, когда присутствуют оба субстрата.

В H. influenzae, NR входит в НАД+ путь ресинтеза после фосфорилирование в NMN, а затем в NAD+ синтезируется из NMN и ATP посредством активности NMN аденилилтрансферазы.[7][8] NadR представляет собой многофункциональный комплекс регулятор / фермент, способный объединять несколько функций, таких как ферментативный катализ, транспорт и регуляторные активности транскрипции.

Другие компоненты, необходимые для усвоения

Компоненты H. influenzae путь, необходимый для НАД+, Поглощение NMN и NR. Merdanovic et al. охарактеризовал два фермента, нуклеотидфосфатазу внешней мембраны и НАД+ нуклеотидаза (NadN) расположена в периплазме.[9][10][11] Они показали, что НАД+ и NMN проникают через внешнюю мембрану в основном через порин OmpP2.[12]

Только NR может использоваться транспортной системой PnuC, расположенной во внутренней мембране.[13][14] В pnuC Продукт гена - это белок, который отвечает за основной поток субстрата NR в цитоплазму. В исследовании Merdanovic et al. предполагает, что активность RNK NadR определяет транспорт NR и негативно регулируется цитоплазматическим NAD.+ подавление обратной связи. Следовательно, поглощение NR находится под контролем обратной связи NadR.[4]

СПС, а не движущая сила протона, по-видимому, необходим для поглощения NR. Таким образом, движущей силой захвата NR через PnuC является фосфорилирование NR с помощью NadR. Можно рассмотреть механизм согласованной групповой транслокации, посредством которого NadR облегчает диссоциацию NR от PnuC путем фосфорилирования его до NMN, тем самым предотвращая отток NR.

Транспортная реакция

Предлагаемая транспортная реакция, катализируемая PnuC и NadR:[2]

NR (выход) + ATP (вход) → NMN (вход) + ADP (вход).

Структура

PnuC из Сальмонелла тифимуриум и Haemophilus influenzae находятся интегральные мембранные белкиДлиной 239 и 226 аминоацильных остатков (а.к.) соответственно с 7 предполагаемыми трансмембранный α-спиральные сегменты.

Структура NadR определена.[15] Мутации в надР гены, которые препятствуют поглощению NR, происходят в C-терминал часть НадР.[16] А спираль-поворот-спираль ДНК-связывающий домен, присутствующий в NadR S. enterica серовар Typhimurium [16] не может быть найден в гомологе NadR H. influenzae. Поэтому было предложено, чтобы в H. influenzae NadR не имеет регуляторной функции на уровне транскрипции.[7] Решены структуры человеческой NR киназы 1 (2QL6_P) со связанными нуклеотидными и нуклеозидными субстратами.[17] Конструктивно похож на Россманн фолд метаболиткиназы.

Было показано, что PnuC в целом похож на SWEET porters,[18] подтверждая вывод о том, что эти две семьи являются членами суперсемейства TOG.[1]

Кристаллические структуры

NadR Protein из H. influenzae PDB: 1LW7​

Транспортер NR PnuC PDB: 4QTN​

Рекомендации

  1. ^ а б Йи Д.К., Шлыков М.А., Вестермарк А., Редди В.С., Арора С., Сан Е.И., Сайер М.Х. (ноябрь 2013 г.). "Суперсемейство рецепторов, сопряженных с белком-переносчиком опсина-G (TOG)". Журнал FEBS. 280 (22): 5780–800. Дои:10.1111 / фев.12499. ЧВК 3832197. PMID 23981446.
  2. ^ а б Saier, MH Jr. «4.B.1 Семейство пермеаз захвата никотинамид рибонуклеозидов (NR) (PnuC)». База данных классификации транспортеров. Группа компаний Saier Lab Bioinformatics / SDSC.
  3. ^ Фостер Дж. У., Пак Ю. К., Пенфаунд Т., Фенгер Т., член парламента Спектора (август 1990 г.). «Регулирование метаболизма NAD в Salmonella typhimurium: анализ молекулярной последовательности бифункционального регулятора nadR и оперона nadA-pnuC». Журнал бактериологии. 172 (8): 4187–96. Дои:10.1128 / jb.172.8.4187-4196.1990. ЧВК 213241. PMID 2198247.
  4. ^ а б Мерданович М., Зауэр Э., Рейдл Дж. (Июль 2005 г.). «Сочетание биосинтеза NAD + и никотинамид-рибозильного транспорта: характеристика мутантов NadR-рибонуклеотидкиназы Haemophilus influenzae». Журнал бактериологии. 187 (13): 4410–20. Дои:10.1128 / JB.187.13.4410-4420.2005. ЧВК 1151767. PMID 15968050.
  5. ^ Penfound T, Foster JW (январь 1999 г.). «НАД-зависимая ДНК-связывающая активность бифункционального регулятора NadR Salmonella typhimurium». Журнал бактериологии. 181 (2): 648–55. Дои:10.1128 / JB.181.2.648-655.1999. ЧВК 93422. PMID 9882682.
  6. ^ Митчелл П., Мойл Дж. (Август 1958 г.). «Групповая транслокация: следствие ферментативного группового переноса». Природа. 182 (4632): 372–3. Bibcode:1958Натура.182..372М. Дои:10.1038 / 182372a0. PMID 13577842. S2CID 4261342.
  7. ^ а б Курнасов О.В., Полануйер Б.М., Ананта С., Слуцкий Р., Там А., Гердес С.Ю., Остерман А.Л. (декабрь 2002 г.). «Домен рибозилникотинамидкиназы белка NadR: идентификация и значение в биосинтезе NAD». Журнал бактериологии. 184 (24): 6906–17. Дои:10.1128 / jb.184.24.6906-6917.2002. ЧВК 135457. PMID 12446641.
  8. ^ Cynamon MH, Sorg TB, Patapow A (октябрь 1988 г.). «Использование и метаболизм НАД Haemophilus parainfluenzae». Журнал общей микробиологии. 134 (10): 2789–99. Дои:10.1099/00221287-134-10-2789. PMID 3254936.
  9. ^ Кеммер Дж., Рейли Т.Дж., Шмидт-Браунс Дж., Злотник Г.В., Грин Б.А., Фиске М.Дж., Герберт М., Крайсс А., Шлёр С., Смит А., Рейдл Дж. (Июль 2001 г.). «NadN и e (P4) необходимы для использования NAD и никотинамидмононуклеотида, но не никотинамид рибозида при Haemophilus influenzae». Журнал бактериологии. 183 (13): 3974–81. Дои:10.1128 / JB.183.13.3974-3981.2001. ЧВК 95280. PMID 11395461.
  10. ^ Reidl J, Schlör S, Kraiss A, Schmidt-Brauns J, Kemmer G, Soleva E (март 2000 г.). «Использование НАДФ и НАД при Haemophilus influenzae». Молекулярная микробиология. 35 (6): 1573–81. Дои:10.1046 / j.1365-2958.2000.01829.x. PMID 10760156.
  11. ^ Шмидт-Браунс Дж., Герберт М., Кеммер Дж., Крайсс А., Шлёр С., Рейдл Дж. (Август 2001 г.). «Необходима ли активность пирофосфатазы НАД для размножения Haemophilus influenzae типа b в кровотоке?». Международный журнал медицинской микробиологии. 291 (3): 219–25. Дои:10.1078/1438-4221-00122. PMID 11554562.
  12. ^ Андерсен К., Майер Э., Кеммер Дж., Бласс Дж., Хильперт А. К., Бенц Р., Рейдл Дж. (Июль 2003 г.). «Порин OmpP2 Haemophilus influenzae проявляет специфичность к нуклеотидным субстратам, полученным из никотинамида». Журнал биологической химии. 278 (27): 24269–76. Дои:10.1074 / jbc.M213087200. PMID 12695515.
  13. ^ Герберт М., Зауэр Э., Сметурст Г, Крайсс А., Хильперт А. К., Рейдл Дж. (Сентябрь 2003 г.). «Мутанты по захвату никотинамид-рибозила в Haemophilus influenzae». Инфекция и иммунитет. 71 (9): 5398–401. Дои:10.1128 / iai.71.9.5398-5401.2003. ЧВК 187334. PMID 12933892.
  14. ^ Зауэр Э., Мерданович М., Мортимер А.П., Брингманн Г., Рейдл Дж. (Декабрь 2004 г.). «PnuC и использование аналога никотинамид рибозида 3-аминопиридина в Haemophilus influenzae». Противомикробные препараты и химиотерапия. 48 (12): 4532–41. Дои:10.1128 / AAC.48.12.4532-4541.2004. ЧВК 529221. PMID 15561822.
  15. ^ Сингх С.К., Курнасов О.В., Чен Б., Робинсон Х., Гришин Н.В., Остерман А.Л., Чжан Х. (сентябрь 2002 г.). «Кристаллическая структура белка NadR Haemophilus influenzae. Бифункциональный фермент, наделенный активностью аденилтрансферазы и рибозилникотинимидкиназы NMN». Журнал биологической химии. 277 (36): 33291–9. Дои:10.1074 / jbc.M204368200. PMID 12068016.
  16. ^ а б Фостер JW, Penfound T (сентябрь 1993 г.). «Бифункциональный регулятор NadR Salmonella typhimurium: расположение регионов, участвующих в связывании ДНК, транспорте нуклеотидов и внутримолекулярной коммуникации». Письма о микробиологии FEMS. 112 (2): 179–83. Дои:10.1016 / 0378-1097 (93) 90161-т. PMID 8405960.
  17. ^ Tempel W, Rabeh WM, Bogan KL, Belenky P, Wojcik M, Seidle HF, Nedyalkova L, Yang T, Sauve AA, Park HW, Brenner C (октябрь 2007 г.). «Структуры никотинамид-рибозидкиназы открывают новые пути к НАД +». PLOS Биология. 5 (10): e263. Дои:10.1371 / journal.pbio.0050263. ЧВК 1994991. PMID 17914902.
  18. ^ Jaehme M, Guskov A, Slotboom DJ (февраль 2016 г.). «Транспортеры Пну: разве они не СЛАДКИЕ?». Тенденции в биохимических науках. 41 (2): 117–118. Дои:10.1016 / j.tibs.2015.11.013. PMID 26692123.