Un mecanismo de bloqueo único revelado por la estructura cryo-EM de la flipasa ATP9A monomérica

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología estructural
• Transporte por membrana

Sus antecedentes:

• Las P4-ATPasas son proteínas de membrana esenciales involucradas en el transporte de lípidos.
• El ATP9A y el ATP9B de los mamíferos son P4-ATPases únicas que no requieren la subunidad auxiliar CDC50.
• La función y la estructura del ATP9A de los mamíferos siguen sin caracterizarse en gran medida.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la estructura y el mecanismo del monómero humano ATP9A.
• Para entender el mecanismo único de la puerta de ATP9A.
• Investigar la especificidad del sustrato y la actividad de la ATPasa de ATP9A.

Principales métodos:

• Microscopía cryoelectrónica (cryo-EM) para determinar las estructuras de alta resolución.
• Ensayos bioquímicos para medir la actividad de la ATPasa.
• Simulaciones moleculares para el estudio de la unión lipídica.

Principales resultados:

• Estructuras crio-EM obtenidas de ATP9A humano en el estado E2P orientado hacia el exterior a una resolución de 2,2 Å.
• Identificó dos conformaciones distintas: puerta exterior abierta y cerrada.
• Reveló un mecanismo de encierro único que involucra hélices TM6-10, distinto de las ATPasas de tipo P canónicas.
• Se ha demostrado un aumento de la actividad de la ATPasa con fosfolípidos de carga negativa como la fosfatidilserina y el fosfatidilinositol.
• Se ha observado la unión espontánea de especies de fosfatidilinositol fosforiladas en simulaciones.

Conclusiones:

• ATP9A utiliza un nuevo mecanismo de enlace impulsado por reordenamientos TM6-10, lo que permite la unión de fosfolípidos más grandes.
• Este mecanismo es único para las flipasas monoméricas de tipo P4B que carecen de CDC50.
• La actividad de ATP9A está modulada por fosfolípidos específicos cargados negativamente, lo que sugiere un papel en su transporte.