Modelo atómico para el motor V_O incrustado en la membrana de una V-ATPasa eucariota

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología estructural
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• Las ATPasas de tipo vacuolar (V-ATPasas) son bombas de protones impulsadas por ATP.
• Regulan los procesos celulares vitales, incluida la endocitosis, la degradación lisosómica y el transporte de iones.
• Los estudios estructurales previos de las V-ATPasas estaban limitados por la variabilidad de la enzima, lo que dificultaba la construcción del modelo atómico.

Objetivo del estudio:

• Para determinar la estructura de alta resolución del complejo V_O ligado a la membrana de la V-ATPasa.
• Para aclarar el mecanismo de la translocación de protones a través del motor V-ATPase.
• Para identificar nuevas subunidades dentro del complejo V-ATPase.

Principales métodos:

• Se utilizó la microscopía crioelectrónica (cryo-EM) para obtener un mapa de resolución de ~ 3.9-Å del complejo V_O.
• Dissociación inducida de la V-ATPasa y autoinhibición en *Saccharomyces cerevisiae* a través de la privación de nutrientes.
• Modelos atómicos construidos para las subunidades V_O, incluida una subunidad "f" recientemente identificada.

Principales resultados:

• Reveló las estructuras atómicas de las subunidades V_O ac₈c'c′′de y la nueva subunidad f.
• Identificó un medio canal citoplasmático para el transporte de protones formado por una cavidad entre la subunidad a y el anillo c.
• Se ha demostrado una distribución asimétrica de los residuos de glutamato transportadores de protones en el anillo c y su interacción con la subunidad a.

Conclusiones:

• La estructura V_O determinada proporciona una visión sin precedentes del mecanismo rotativo de las V-ATPasas.
• Los hallazgos sugieren un mecanismo secuencial de protonación / desprotonación acoplado a la rotación impulsada por la hidrólisis de ATP.
• Este estudio avanza en nuestra comprensión de la translocación de protones en motores rotativos biológicos.