La familia de transportadores de formiato-nitrito (FNT) pertenece a la superfamilia de proteínas intrínsecas principales (MIP) . [1] [2] Los miembros de la familia FNT se han secuenciado a partir de bacterias Gram-negativas y Gram-positivas , arqueas , levaduras , plantas y eucariotas inferiores. Las proteínas procariotas de la familia FNT probablemente funcionan en el transporte de los compuestos estructuralmente relacionados, formiato y nitrito . [3]
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | Form_Nir_trans | |||||||
Pfam | PF01226 | |||||||
InterPro | IPR000292 | |||||||
PROSITE | PDOC00769 | |||||||
TCDB | 2.A.44 | |||||||
Superfamilia OPM | 7 | |||||||
Proteína OPM | 3tdp | |||||||
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Estructura
Con la excepción de la proteína de levadura (627 residuos de amino acilo), todos los miembros caracterizados de la familia tienen una longitud de 256-285 residuos y exhiben 6-8 llaves transmembrana α-helicoidales putativas (TMS). En un caso, el de la proteína E. coli FocA ( TC # 1.A.16.1.1 ), se ha establecido una topología de 6 TMS. [4] La proteína de levadura tiene una topología aparente similar pero tiene una gran extensión hidrofílica C-terminal de aproximadamente 400 residuos.
FocA de E. coli es un pentámero simétrico , y cada subunidad consta de seis TMS. [4]
Filogenia
El árbol filogenético muestra agrupaciones según la función y la filogenia del organismo. Los supuestos transportadores de salida de formiato (FocA; TC # s 1.A.16.1.1 y 1.A.16.1.3 ) de bacterias asociadas con piruvato-formiato liasa (pfl) comprenden el grupo I; las supuestas permeasas de absorción de formiato (FdhC; TC # s 1.A.16.2.1 y 1.A.16.2.3 ) de bacterias y arqueas asociadas con formiato deshidrogenasa comprenden el grupo II; las permeasas de absorción de nitrito (NirC, TC # s 1.A.16.2.5 , 1.A.16.3.1 y 1.A.16.3.4 ) de bacterias comprenden el grupo III, y una proteína de levadura comprende el grupo IV. [5]
Función
Los mecanismos de acoplamiento de energía para las proteínas de la familia FNT no se han caracterizado ampliamente. HCO-
2 y no-
2las captaciones se pueden acoplar al simportador H + . HCO-
2El flujo de salida puede ser impulsado por el potencial de membrana por un mecanismo unipuerto o por un antipuerto H + . FocA de E. coli cataliza el transporte de formiato bidireccional y puede funcionar mediante un mecanismo de tipo canal. [6]
FocA, transporta ácidos de cadena corta. FocA puede cambiar su modo de operación de un canal de exportación pasivo a un pH externo alto a un importador de formiato / H + activo secundario a un pH bajo. La estructura cristalina de Salmonella typhimurium FocA a pH 4,0 muestra que este cambio implica una reordenación importante de los extremos amino de los protómeros individuales en el canal pentamérico. [7] Las hélices amino-terminales se abren o bloquean el transporte en una acción concertada y cooperativa que indica cómo se activa FocA de una manera dependiente del pH. Los estudios electrofisiológicos muestran que la proteína actúa como un canal de formiato específico a pH 7,0 y que se cierra con un cambio de pH a 5,1.
Reacción de transporte
Las probables reacciones de transporte catalizadas por diferentes miembros de la familia FNT son:
(1) RCO-
2 o no-
2 (fuera) ⇌ RCO-
2 o no-
2 (en),
(2) HCO-
2 (pulg) ⇌ HCO-
2 (fuera),
(3) HS - (salida) ⇌ HS - (entrada).
Miembros
Se puede encontrar una lista representativa de los miembros actualmente clasificados que pertenecen a la familia FNT en la Base de datos de clasificación de transportadores . Algunos miembros caracterizados incluyen:
- FocA y FocB (TC # s 1.A.16.1.1 y 1.A.16.1.2 , respectivamente), de Escherichia coli , transportadores involucrados en el transporte bidireccional de formiato.
- FdhC, de Methanobacterium maripaludis (TC # 1.A.16.2.3 ) y Methanothermobacter thermoformicum (TC # 1.A.16.2.1 ), un probable transportador de formiato.
- NirC, de E. coli (TC # 1.A.16.3.1 ), un probable transportador de nitritos.
- Nar1 (TC # 1.A.16.2.4 ) de Chlamydomonas reinhardtii (Chlamydomonas smithii), un portador de absorción de nitrito de 355 residuos de amino acilo.
- B. subtilis proteína hipotética YwcJ (ipa-48R) (TC # 1.A.16.3.2 ).
Referencias
- ↑ Reizer J, Reizer A, Saier MH (1 de enero de 1993). "La familia MIP de proteínas integrales del canal de membrana: comparaciones de secuencia, relaciones evolutivas, ruta de evolución reconstruida y diferenciación funcional propuesta de las dos mitades repetidas de las proteínas". Revisiones críticas en bioquímica y biología molecular . 28 (3): 235–57. doi : 10.3109 / 10409239309086796 . PMID 8325040 .
- ^ Park JH, Saier MH (octubre de 1996). "Caracterización filogenética de la familia MIP de proteínas de canal transmembrana". The Journal of Membrane Biology . 153 (3): 171–80. doi : 10.1007 / s002329900120 . PMID 8849412 . S2CID 1559932 .
- ^ Suppmann B, Sawers G (marzo de 1994). "Aislamiento y caracterización de mutantes resistentes a hipofosfito de Escherichia coli: identificación de la proteína FocA, codificada por el operón pfl, como un transportador de formiato putativo". Microbiología molecular . 11 (5): 965–82. doi : 10.1111 / j.1365-2958.1994.tb00375.x . PMID 8022272 . S2CID 6425651 .
- ^ a b Wang Y, Huang Y, Wang J, Cheng C, Huang W, Lu P, Xu YN, Wang P, Yan N, Shi Y (noviembre de 2009). "La estructura del transportador de formiato FocA revela un canal similar a la acuaporina pentamérica". Naturaleza . 462 (7272): 467–72. Código Bibliográfico : 2009Natur.462..467W . doi : 10.1038 / nature08610 . PMID 19940917 . S2CID 4370839 .
- ^ Saier, MH Jr. "1.A.16 La familia de transportadores de formiato-nitrito (FNT)" . Base de datos de clasificación de transportadores . Grupo de Bioinformática Saier Lab / SDSC.
- ^ Falke D, Schulz K, Doberenz C, Beyer L, Lilie H, Thiemer B, Sawers RG (febrero de 2010). "Estructura oligomérica inesperada del canal de formiato FocA de Escherichia coli: un paradigma para la familia de transportadores de formiato-nitrito de proteínas integrales de membrana" . Cartas de Microbiología FEMS . 303 (1): 69–75. doi : 10.1111 / j.1574-6968.2009.01862.x . PMID 20041954 .
- ^ Lü W, Du J, Wacker T, Gerbig-Smentek E, Andrade SL, Einsle O (abril de 2011). "Puerta dependiente del pH en un canal de formiato FocA". Ciencia . 332 (6027): 352–4. Código Bibliográfico : 2011Sci ... 332..352L . doi : 10.1126 / science.1199098 . PMID 21493860 . S2CID 20059830 .