A widened substrate selectivity filter of eukaryotic formate‐nitrite transporters enables high‐level lactate conductance
A widened substrate selectivity filter of eukaryotic formate‐nitrite transporters enables high‐level lactate conductance
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真核甲酸亚硝酸盐转运蛋白的加宽底物选择性过滤器可实现高水平的乳酸电导
DOI：
10.1111/febs.14117
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Golldack
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wiechert;Golldack
细菌甲酸盐-亚硝酸盐转运蛋白（FNT）调节来自厌氧混合酸发酵的小的弱一元酸（例如甲酸盐）的代谢流，并进一步转运亚硝酸盐和硫化氢。真核恶性疟原虫FNT对于疟原虫是至关重要的，因为它能够释放更大的L-乳酸底物，作为厌氧糖酵解的代谢终产物，与质子协同作用，防止胞质酸化。然而，底物歧视的FNTs的分子基础仍然不清楚。在这里，我们在周质/细胞外前庭底部的不变赖氨酸周围确定了一个尺寸选择性FNT底物过滤区域。选择性过滤器让人想起水通道蛋白水和溶质通道的芳香族/精氨酸收缩，涉及组成、蛋白质中的位置和尺寸选择原理。生物信息学支持真核FNT选择性过滤器的适应，以适应更大的生理相关底物。影响过滤器部位直径的突变可预测地调节底物选择性。紧邻过滤器区域上方的前庭的形状进一步影响选择性。这项研究表明，真核FNTs进化为运输更大的单酸底物，特别是作为能量代谢产物的烯丙基乳酸。
Bacterial formate‐nitrite transporters (FNT) regulate the metabolic flow of small weak mono‐acids derived from anaerobic mixed‐acid fermentation, such as formate, and further transport nitrite and hydrosulfide. The eukaryoticPlasmodium falciparumFNT is vital for the malaria parasite by its ability to release the largerl‐lactate substrate as the metabolic end product of anaerobic glycolysis in symport with protons preventing cytosolic acidification. However, the molecular basis for substrate discrimination by FNTs has remained unclear. Here, we identified a size‐selective FNT substrate filter region around an invariant lysine at the bottom of the periplasmic/extracellular vestibule. The selectivity filter is reminiscent of the aromatic/arginine constriction of aquaporin water and solute channels regarding composition, location in the protein, and the size‐selection principle. Bioinformatics support an adaptation of the eukaryotic FNT selectivity filter to accommodate larger physiologically relevant substrates. Mutations that affect the diameter at the filter site predictably modulated substrate selectivity. The shape of the vestibule immediately above the filter region further affects selectivity. This study indicates that eukaryotic FNTs evolved to transport larger mono‐acid substrates, especiallyl‐lactic acid as a product of energy metabolism.
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通讯作者：
Voth, Gregory A.
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10.1073/pnas.1210793109
发表时间：
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