バクテリアトランスポーター EmrE のマイクロ秒運動
Alexander A Shcherbakov1, Merissa Brousseau2, Katherine A Henzler-Wildman2
1Department of Chemistry, Massachusetts Institute of Technology, 170 Albany Street, Cambridge, Massachusetts 02139, United States.
バクテリアトランスポーター EmrEは,基板の結合と放出を容易にするためにマイクロ秒の骨幹運動を使用します. これらのダイナミクスは,テトラ ((4-フッロフェニル) フォスフォニウムに結合した変異体で観察され,多剤耐性トランスポーターメカニズムの洞察を提供します.
科学分野:
- 生物化学
- 構造生物学
- 膜輸送
背景:
- EmrEは細菌のトランスポーターであり,小型の多剤耐性 (SMR) タンパク質のモデルである.
- 陽子輸送に結合したカチオン基板を 流出させる
- EmrEの構造-ダイナミクスの関係を理解することは,SMRトランスポーターメカニズムを明らかにする鍵です.
研究 の 目的:
- EmrEのタンパク質動態を基底と複合的に調査する.
- 輸送中にタンパク質の動きと基板の結合と放出を相関させる.
主な方法:
- 固体NMRスペクトロシピは,脂質二層の基板に結合したS64V- EmrE変異体に対して使用された.
- 15N回転フレームの回転格子リラクゼーション (R1ρ) 速度は,マジック・アングル・スピニング (MAS) で測定された.
- H検出のスピンロック実験は55 kHzのMASで実施された.
主要な成果:
- N R1ρ リラクゼーション率は,基板結合タンパク質の部位特異的に測定された.
- スピンロック・フィールド依存リラクゼーションは,280 Kで~6000 s-1で脊椎運動を示した.
- これらの運動は,陽子化状態から独立して,酸性および塩基性pHの両方で発生します.
結論:
- マイクロ秒スケールのバックボーン運動は,基板に結合した EmrE に存在します.
- これらの動きは,全体的な輸送サイクルよりも速いが,基板結合/放出時間スケールと整合している.
- EmrEはこれらのダイナミックな動きを利用して,効率的な基板輸送のための形状をサンプリングします.
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