Симпортер протона/сахара LacY | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||
Символ | LacY_симптом | ||||||||
Пфам | ПФ01306 | ||||||||
Клан ПФАМ | CL0015 | ||||||||
ИнтерПро | ИПР022814 | ||||||||
ПРОСИТ | PDOC00698 | ||||||||
TCDB | 2.А.1 | ||||||||
суперсемейство OPM | 15 | ||||||||
белок ОПМ | 2cfq | ||||||||
|
Лактозопермеаза — это мембранный белок, который является членом главного суперсемейства посредников . Лактозопермеаза может быть классифицирована как симпортер , который использует протонный градиент по направлению к клетке для транспортировки β-галактозидов, таких как лактоза , в том же направлении в клетку.
Белок имеет двенадцать трансмембранных альфа-спиралей , а его молекулярная масса составляет 45 000 дальтон. [2] Он демонстрирует внутреннюю двойную симметрию, связывая шесть N-концевых спиралей с C-концевыми спиралями. Он кодируется геном lacY в lac опероне . Ген LacY является компонентом lac оперона, который кодирует лактозопермеазу, белок, ответственный за расщепление лактозы на глюкозу и галактозу, наряду с трансацетилазой и бета-галактозидазой. Отсутствие лактозопермеазы приводит к неспособности лактозы проникать в клетку для дальнейших метаболических процессов. Поэтому лактозопермеаза играет решающую роль в использовании лактозы в качестве источника энергии. LacY, белок, ответственный за транспорт лактозы через мембрану в Escherichia coli. LacY имеет гибкую структуру, состоящую из 12 трансмембранных спиралей. N- и C-концевые домены симметричны, что предполагает их одинаковое генетическое происхождение. Сайт связывания субстрата находится в N-концевом домене, при этом такие остатки, как Trp151 и Arg144, играют важную роль в связывании сахара. [3] C-концевой домен имеет меньше взаимодействий с TDG, но такие остатки, как Lys358 и Asp237, способствуют его связыванию. Тиоловая сшивка недооценивает расстояния, особенно на цитоплазматической стороне, из-за колебаний молекулы между конформациями, обращенными внутрь и наружу. [4]
Сахар находится в гидрофильном ядре белка, доступном из периплазмы. [2] При связывании происходит большое конформационное изменение, которое делает сайт связывания сахара доступным из цитоплазмы. Остатки глутамина в положениях 241 и 359 направляют сахар к Phe 27, что приводит субстрат к Gln 126, где он прочно фиксируется. Тщательно позиционированные аминокислоты помогают субстрату преодолеть энергетический барьер около 20 кДж/моль [5]
Механизм: ионы гидроксония снаружи клетки связываются с карбоксильной группой фермента, что позволяет ему претерпеть конформационное изменение. Эта форма лактозной пермеазы может связывать лактозу снаружи клетки. Затем фермент выворачивается, и лактоза транспортируется внутрь.
Структура рентгеновского кристалла была впервые решена в 2003 году Дж. Абрамсоном и др. [6]
Механизм, известный как «шестисостояние», относится к шести различным функциональным конформациям или состояниям, участвующим в процессе котранспорта котранспортера пермеазы лактозы. В состоянии 1 белок LacY принимает конформацию, обращенную наружу. Затем, посредством быстрого связывания иона водорода, он переходит в состояние 2. Во время состояния 3 котранспортер захватывает молекулу лактозы, сохраняя конформацию, обращенную наружу. [7]