El mecanismo de rotación de la Enterococcus hirae V1-ATPasa se basa en estructuras cristalinas asimétricas

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Estructural Biología estructural.
• La biofísica molecular es la biofísica molecular.

Sus antecedentes:

• Las ATPasas vacuolares (V-ATPasas) son bombas de protones esenciales en las membranas celulares, implicadas en la reabsorción ósea y la metástasis del cáncer.
• La porción V(1) actúa como un motor rotativo, pero su mecanismo molecular preciso sigue sin estar claro debido a los limitados datos estructurales de alta resolución.
• Trabajos anteriores establecieron la expresión in vitro, la purificación y la reconstitución de Enterococcus hirae V(1)-ATPase.

Objetivo del estudio:

• Determinar las estructuras asimétricas de alta resolución del complejo V(1)-ATPasa A(3) B(3) libre de nucleótidos y unido a nucleótidos.
• Para dilucidar el mecanismo molecular del motor rotativo de la V(1)-ATPasa.
• Proporcionar información sobre la unión de nucleótidos y la hidrólisis de ATP en las V-ATPasas.

Principales métodos:

• Determinación de la estructura asimétrica del complejo V(1)-ATPasa A(3) B(3) libre de nucleótidos y unido a nucleótidos utilizando cristalografía de rayos X (resolución de 2,8 Å y 3,4 Å).
• Determinación de la estructura cristalina de la V(1)-ATPasa libre de nucleótidos y unida a nucleótidos (resolución de 2,2 Å y 2,7 Å).

Principales resultados:

• Se han reportado estructuras asimétricas de complejos sin nucleótidos (2,8 Å) y unidos a nucleótidos (3,4 Å) V(1)-ATPasa A(3) B(3).
• Cambios conformacionales observados inducidos por la unión de nucleótidos, lo que sugiere un orden de unión rotacional cooperativo y derecho.
• Determinación de las estructuras cristalinas de las nucleótidos libres (2.2 Å) y nucleótidos unidos (2.7 Å) V(1)-ATPasa.
• Identificó un sitio de unión de nucleótidos más apretado en la unión del complejo DF.
• Indicado que la hidrólisis de ATP es estimulada por el acercamiento de un residuo de arginina conservado.

Conclusiones:

• El estudio proporciona la primera vista de alta resolución del mecanismo de rotación de la V(1)-ATPasa.
• Los hallazgos aclaran los cambios conformacionales y la unión cooperativa de nucleótidos esenciales para la función de la V-ATPasa.
• Estas estructuras ofrecen una base molecular para comprender la actividad de la V-ATPasa y para desarrollar terapias dirigidas.