Симпортер катиона азотистого основания-2
| Пермеаза ксантина/урацила/витамина С | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Xan_ur_permease | ||||||||
| Пфам | ПФ00860 | ||||||||
| Клан ПФАМ | CL0062 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR006043 | ||||||||
| ПРОСИТ | PDOC00860 | ||||||||
| TCDB | 2.А.40 | ||||||||
| суперсемейство OPM | 64 | ||||||||
| белок ОПМ | 3фe7 | ||||||||
| |||||||||
Семейство симпортеров катионов нуклеиновых оснований-2 (NCS2), также называемое семейством транспортеров аскорбата нуклеиновых оснований (NAT), [1] состоит из более чем 1000 секвенированных белков, полученных из грамотрицательных и грамположительных бактерий , архей, грибов, растений и животных. Семейство NCS2/NAT является членом суперсемейства вторичных переносчиков APC . [2] Из пяти известных семейств транспортеров, которые действуют на нуклеиновые основания, NCS2/NAT является единственным наиболее распространенным. [3] Многие функционально охарактеризованные члены специфичны для нуклеиновых оснований, включая как пурины, так и пиримидины, но другие являются пурин-специфичными. Однако два близкородственных крысиных/человеческих члена семейства, SVCT1 и SVCT2, локализованные в разных тканях организма, совместно транспортируют L-аскорбат ( витамин C ) и Na + с высокой степенью специфичности и высоким сродством к витамину. [4] Кластеризация членов семейства NCS2/NAT на филогенетическом дереве сложна, причем бактериальные белки и эукариотические белки попадают по крайней мере в три отдельных кластера. Растительные и животные белки группируются свободно вместе, но грибковые белки ответвляются от одного из трех бактериальных кластеров, образуя более плотную группировку. [5] E. coli обладает четырьмя отдаленно связанными паралогичными членами семейства NCS2. [6]
Структура
Белки семейства NCS2 имеют длину 414–650 аминокислотных остатков и, вероятно, обладают 14 TMS. Lu et al. (2011) пришли к выводу из рентгеновской кристаллографии, что UraA (2.A.40.1.1) имеет 14 TMS с двумя инвертированными повторами по 7 TMS. [7] Урацил расположен на границе между двумя доменами. [2]
Кристаллические структуры
Пермеаза урацила, UraA UraA со связанным урацилом при разрешении 2,8Å PDB : 3QE7 .
Реакция переноса
Обобщенные транспортные реакции, катализируемые белками семейства NAT/NCS2: [6]
- Азотистое основание (выход) H + (выход) → Азотистое основание (вход) H + (вход).
- Аскорбат (выход) Na + (выход) → Аскорбат (вход) Na + (вход).
Охарактеризованные белки
Несколько белков составляют семейство NCS2/NAT. Полный список этих белков можно найти в Базе данных классификации транспортеров. Несколько типов белков, которые составляют семейство NCS2/NAT, включают: [6]
- Ксантиновые пермеазы , включая PbuX (XanP) Bacillus subtilis (TC# 2.A.40.3.1), участвуют в транспорте ксантина в клетках . [8]
- Пермеазы мочевой кислоты, включая PucJ Bacillus subtilus (TC# 2.A.40.3.2), которые способствуют поглощению мочевой кислоты в клетку в условиях ограничения азота. [9]
- Пермеазы урацила , включая UraA E. coli (TC# 2.A.40.1.1), которые облегчают поглощение урацила. [7] [10]
- Пиримидиновые пермеазы, включая RutG E. coli (TC# 2.A.40.1.3) [11] [12]
- Пуриновые пермеазы, включая YcpX Clostridium perfringens (TC# 2.A.40.2.1)
Ссылки
- ^ Karatza P, Panos P, Georgopoulou E, Frillingos S (декабрь 2006 г.). «Анализ цистеинового сканирования сигнатурного мотива транспортера нуклеиновых оснований-аскорбата в пермеазе YgfO Escherichia coli: Gln-324 и Asn-325 необходимы, а Ile-329-Val-339 образуют альфа-спираль». Журнал биологической химии . 281 (52): 39881– 90. doi : 10.1074/jbc.M605748200 . PMID 17077086.
- ^ ab Wong FH, Chen JS, Reddy V, Day JL, Shlykov MA, Wakabayashi ST, Saier MH (2012-01-01). "Суперсемейство аминокислот-полиаминов-органокатионов". Журнал молекулярной микробиологии и биотехнологии . 22 (2): 105–13 . doi : 10.1159/000338542 . PMID 22627175.
- ^ Frillingos S (2012-01-01). "Взгляд на эволюцию переносчиков нуклеобазы-аскорбата (семейство NAT/NCS2) с помощью анализа сканирования Cys пермеазы ксантина XanQ". Международный журнал биохимии и молекулярной биологии . 3 (3): 250–72 . PMC 3476789. PMID 23097742 .
- ^ Диаллинас Г, Гурнас К (2008-10-01). "Структурно-функциональные связи в семействе транспортеров азотистых оснований-аскорбата (NAT): уроки из модельных микробных генетических систем". Каналы . 2 (5): 363–72 . doi : 10.4161/chan.2.5.6902 . PMID 18981714.
- ^ Gournas C, Papageorgiou I, Diallinas G (май 2008). «Семейство транспортеров азотистых оснований-аскорбата (NAT): геномика, эволюция, структурно-функциональные связи и физиологическая роль». Molecular BioSystems . 4 (5): 404– 16. doi :10.1039/b719777b. PMID 18414738.
- ^ abc Saier M Jr. "2.A.40 Семейство переносчиков нуклеобазы/аскорбата (NAT) или нуклеобазы: катионного симпортера-2 (NCS2)". База данных классификации переносчиков . Saier Lab Bioinformatics Group / SDSC.
- ^ ab Лу Ф, Ли С, Цзян Ю, Цзян Дж, Фань Х, Лу Г, Дэн Д, Данг С, Чжан X, Ван Дж, Ян Н (апрель 2011 г.). «Строение и механизм транспортера урацила УраА». Природа . 472 (7342): 243–6 . Бибкод : 2011Natur.472..243L. дои : 10.1038/nature09885. PMID 21423164. S2CID 4421922.
- ^ Christiansen LC, Schou S, Nygaard P, Saxild HH (апрель 1997 г.). «Ксантиновый метаболизм в Bacillus subtilis: характеристика оперона xpt-pbuX и доказательства экспрессии генов, контролируемых пурином и азотом, которые участвуют в утилизации и катаболизме ксантина». Journal of Bacteriology . 179 (8): 2540– 50. doi :10.1128/jb.179.8.2540-2550.1997. PMC 179002 . PMID 9098051.
- ^ Schultz AC, Nygaard P, Saxild HH (июнь 2001 г.). «Функциональный анализ 14 генов, составляющих пуриновый катаболический путь в Bacillus subtilis, и доказательства нового регулона, контролируемого активатором транскрипции PucR». Журнал бактериологии . 183 (11): 3293– 302. doi :10.1128/JB.183.11.3293-3302.2001. PMC 99626. PMID 11344136.
- ^ Ghim SY, Neuhard J (июнь 1994). «Оперон биосинтеза пиримидина термофильного Bacillus caldolyticus включает гены урацилфосфорибозилтрансферазы и урацилпермеазы». Журнал бактериологии . 176 (12): 3698–707 . doi :10.1128 / jb.176.12.3698-3707.1994. PMC 205559. PMID 8206848.
- ^ Loh KD, Gyaneshwar P, Markenscoff Papadimitriou E, Fong R, Kim KS, Parales R, Zhou Z, Inwood W, Kustu S (март 2006 г.). «Ранее неописанный путь катаболизма пиримидина». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (13): 5114– 9. doi : 10.1073/pnas.0600521103 . PMC 1458803. PMID 16540542 .
- ^ Kim KS, Pelton JG, Inwood WB, Andersen U, Kustu S, Wemmer DE (август 2010 г.). «Путь рута для деградации пиримидина: новые проблемы химии и токсичности». Журнал бактериологии . 192 (16): 4089– 102. doi :10.1128/JB.00201-10. PMC 2916427. PMID 20400551.
