Superfamilia de facilitadores principales
La superfamilia de facilitadores principales ( MFS ) es una superfamilia de proteínas de transporte de membrana que facilitan el movimiento de pequeños solutos a través de las membranas celulares en respuesta a gradientes quimiosmóticos . [1] [2]
La principal superfamilia de facilitadores (MFS) son proteínas de membrana que se expresan de manera ubicua en todos los reinos de la vida para la importación o exportación de sustratos objetivo. Originalmente, se creía que la familia MFS funcionaba principalmente en la absorción de azúcares, pero estudios posteriores revelaron que los miembros de la familia MFS transportaban fármacos, metabolitos, oligosacáridos , aminoácidos y oxianiones . [3] Estas proteínas impulsan energéticamente el transporte utilizando el gradiente electroquímico del sustrato objetivo ( uniportador ), o actúan como un cotransportador donde el transporte se acopla al movimiento de un segundo sustrato.
El pliegue básico del transportador MFS se construye alrededor de 12 [4] o, en algunos casos, 14 hélices transmembrana [5] (TMH), con dos haces de 6 (o 7) hélices formados por los dominios homólogos terminales N y C. [6] del transportador que están conectados por un bucle citoplasmático extendido. Las dos mitades de la proteína se empaquetan entre sí en forma de concha de almeja, sellándose mediante interacciones en los extremos de las hélices transmembrana y los bucles extracelulares. [7] [8] Esto forma una gran cavidad acuosa en el centro de la membrana, que alternativamente está abierta al citoplasma o periplasma /espacio extracelular. Recubriendo esta cavidad acuosa se encuentran losaminoácidos que se unen a los sustratos y definen la especificidad del transportador. [9] [10] Se cree que muchos transportadores de MFS son dímeros a través de métodos in vitro e in vivo , con algunas pruebas que sugieren un papel funcional para esta oligomerización . [11]
El mecanismo de acceso alterno que se cree que subyace en el transporte de la mayoría de los transportes MFS se describe clásicamente como el mecanismo de "interruptor basculante". [7] [8] En este modelo, el transportador se abre al espacio extracelular o al citoplasma y simultáneamente sella la cara opuesta del transportador, impidiendo una vía continua a través de la membrana. Por ejemplo, en el transportador MFS mejor estudiado, LacY , la lactosa y los protones normalmente se unen desde el periplasma a sitios específicos dentro de la hendidura acuosa. Esto impulsa el cierre de la cara extracelular y la apertura del lado citoplásmico, lo que permite que el sustrato entre en la célula. Tras la liberación del sustrato, el transportador se recicla a la orientación de orientación periplásmica.
Los exportadores y antiportadores de la familia MFS siguen un ciclo de reacción similar , aunque los exportadores se unen al sustrato en el citoplasma y lo extruyen al espacio extracelular o periplásmico, mientras que los antiportadores se unen al sustrato en ambos estados para impulsar cada cambio conformacional. Si bien la mayoría de las estructuras MFS sugieren cambios estructurales grandes y rígidos con la unión del sustrato, los movimientos pueden ser pequeños en los casos de sustratos pequeños, como el transportador de nitrato NarK. [12]
Aunque inicialmente identificados como transportadores de azúcar, una función conservada desde procariotas [10] hasta mamíferos, [13] la familia MFS se destaca por la gran diversidad de sustratos transportados por la superfamilia. Estos van desde pequeños oxianiones [14] [15] [16] hasta grandes fragmentos peptídicos. [17] Otros transportadores de MFS se destacan por su falta de selectividad, extruyendo amplias clases de fármacos y xenobióticos. [18] [19] [20] Esta especificidad de sustrato está determinada en gran medida por cadenas laterales específicas que recubren la bolsa acuosa en el centro de la membrana. [9] [10]Si bien a menudo se usa un sustrato de particular importancia biológica para nombrar el transportador o la familia, también puede haber iones o moléculas cotransportados o filtrados. Estos incluyen moléculas de agua [21] [22] o los iones de acoplamiento que impulsan energéticamente el transporte.
