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| カリウムトランスポーターTrkH/TrkA | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| シンボル | トラック | ||||||||
| パム | PF02386 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| TCDB | 2.A.38 | ||||||||
| OPMスーパーファミリー | 8 | ||||||||
| OPMタンパク質 | 4j7c | ||||||||
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K +トランスポーター (Trk) ファミリーは、電位依存性イオンチャネル (VIC) スーパーファミリーのメンバーです。Trkファミリーのタンパク質は、グラム陰性菌、グラム陽性菌、酵母、植物に由来します 。
相同性
系統樹は、タンパク質が起源生物の系統発生に従ってクラスター化していることを明らかにしている。
- グラム陰性細菌のTrkタンパク質、
- グラム陰性菌およびグラム陽性菌のKtrタンパク質、
- 酵母タンパク質と
- 植物性タンパク質は4つの異なるクラスターから構成されています。[1]
S. cerevisiae は少なくとも 2 つの相同遺伝子、高親和性K +トランスポーターと低親和性 K + トランスポーターを持っています。Trk タンパク質に見られる折り畳みパターンは、典型的な 12 TMS キャリアではなく、VIC スーパーファミリー (TC #1.A.1) の4 重原始 K +チャネルに似ています。 [2] Trk キャリアと VIC ファミリー チャネルの間には相同性が確立されています。[3]
構造
Trk ファミリーのメンバーのサイズは、423 残基から 1235 残基までさまざまです。細菌タンパク質は 423-558 残基、Triticum aestivumタンパク質は 533 残基、酵母タンパク質は 841 残基から 1241 残基までさまざまです。これらのタンパク質は、8 つの推定膜貫通 α ヘリカル スパナー (TMS) を持っています。N 末端と C 末端を内側にした 8 TMS トポロジーは、A. thalianaの AtHKT1 で確立されています。[4]およびS. cerevisiaeの Trk2 で確立されています。[5]この折り畳みパターンは、典型的な 12 TMS キャリアではなく、VIC スーパーファミリー (TC #1.A.1) の4 重プリミティブ K +チャネルに似ています。 [2] Trk キャリアと VIC ファミリー チャネルの間には相同性が確立されています。[3] [6]
関数
Trk ファミリーのメンバーは、生命の 3 つのドメインすべてでさまざまな K +トランスポーターを制御します。これらの制御サブユニットは、一般に K +輸送/ヌクレオチド結合サブユニットと呼ばれます。[7] TrkA ドメインは NAD +および NADHに結合することができ、おそらく K +トランスポーターが細胞の酸化還元状態に応答できるようにします。NADH/NAD +の比率がゲーティングを制御します。NAD +または NADH と複合した 2 つの KTN ドメインの複数の結晶構造は、これらのリガンドが KTN のオリゴマー (四量体) 状態を制御することを明らかにしています。結果は、KTN が本質的に柔軟であり、ヒンジの動きによって大きな構造変化を起こすことを示唆しています。[8] Kef チャネルの KTN ドメインは、トランスポーターと動的に相互作用します。次に、KTN 構造がパーミアーゼ活性を制御します。[8]
酵母の輸送システムは両方ともK + :H +共輸送によって機能すると考えられていますが、小麦タンパク質はK + :Na +共輸送によって機能します。これらのタンパク質の一部はチャネル型のメカニズムによって機能する可能性があります。いくつかのktr/Trk/HKTトランスポーターのTMS8の正に帯電した残基はおそらくチャネルに面しており、二次能動輸送を可能にしながらチャネルの活動に不可欠な構造変化をブロックします。[4]
Trk ファミリーのメンバーによって触媒される推定一般化輸送反応は次のとおりです。
K + (アウト) + H + (アウト) ⇌ K + (イン) + H + (イン)。
参考文献
- ^ Saier MH、Eng BH、Fard S、Garg J、Haggerty DA、Hutchinson WJ、Jack DL、Lai EC、Liu HJ、Nusinew DP、Omar AM、Pao SS、Paulsen IT、Quan JA、Sliwinski M、Tseng TT、Wachi S、Young GB (1999 年 2 月)。「ゲノム解析によって明らかになった新規輸送タンパク質ファミリーの系統学的特徴付け」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Biomembranes。1422 ( 1): 1–56。doi : 10.1016 /s0304-4157(98)00023-9。PMID 10082980 。
- ^ ab Matsuda N, Kobayashi H, Katoh H, Ogawa T, Futatsugi L, Nakamura T, Bakker EP, Uozumi N (2004年12月). 「シアノバクテリア Synechocystis sp. PCC 6803 の Na+ 依存性 K+ 取り込み Ktr システムと高浸透圧ショックに対する細胞適応の初期段階におけるその役割」The Journal of Biological Chemistry . 279 (52): 54952–62. doi : 10.1074/jbc.M407268200 . PMID 15459199.
- ^ ab Yu FH、Yarov-Yarovoy V、 Gutman GA 、 Catterall WA (2005 年 12 月)。「電位依存性イオンチャネルスーパーファミリーの分子間関係の概要」。薬理 学レビュー。57 (4): 387–95。doi :10.1124/pr.57.4.13。PMID 16382097。S2CID 2643413。
- ^ ab Kato Y, Sakaguchi M, Mori Y, Saito K, Nakamura T, Bakker EP, Sato Y, Goshima S, Uozumi N (2001 年 5 月). 「K+ トランスポーターのスーパーファミリーのメンバーである Arabidopsis thaliana Na+/K+ 転座 AtHKT1 タンパク質の 4 膜貫通孔膜貫通トポロジーモデルを支持する証拠」。米国 科学アカデミー紀要。98 (11): 6488–93。Bibcode : 2001PNAS ...98.6488K。doi : 10.1073/ pnas.101556598。PMC 33495。PMID 11344270。
- ^ Zeng GF、Pypaert M、Slayman CL（2004年1月）。「酵母K（+）キャリアTrk2pのエピトープタグ付けは、チャネルのような構造と一致する折り畳みを示している」。The Journal of Biological Chemistry。279（4）：3003–13。doi ：10.1074/ jbc.M309760200。PMID 14570869。
- ^ 「2.A.38 K+トランスポーター（Trk）ファミリー」TCDB 。 2016年4月16日閲覧。
- ^ Bateman A, Birney E, Durbin R, Eddy SR, Howe KL, Sonnhammer EL (2000 年 1 月). 「Pfam タンパク質ファミリーデータベース」. Nucleic Acids Research . 28 (1): 263–6. doi :10.1093/nar/28.1.263. PMC 102420. PMID 10592242 .
- ^ ab Roosild TP、Miller S、Booth IR、Choe S (2002 年 6 月)。「リガンド媒介コンフォメーションスイッチによる膜貫通カリウムフラックス制御のメカニズム」。Cell . 109 (6): 781–91. doi : 10.1016/s0092-8674(02)00768-7 . PMID 12086676. S2CID 9265433.
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