Molecular Mechanisms for Bacterial Potassium Homeostasis.
Molecular Mechanisms for Bacterial Potassium Homeostasis.
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DOI：
10.1016/j.jmb.2021.166968
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发表时间：
2021-08-06
影响因子：
5.6
通讯作者：
Haenelt, Inga
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stautz, Janina;Hellmich, Yvonne;Fuss, Michael F.;Silberberg, Jakob M.;Devlin, Jason R.;Stockbridge, Randy B.;Haenelt, Inga
钾离子稳态对于细菌的生存是必不可少的，在细菌生长调节、pH稳态、蛋白质合成调节、酶激活、膜电位调节和电信号中发挥作用。为了完成如此多样的生理任务，单个细菌通常编码几个钾吸收和释放系统并不奇怪。为了了解每个蛋白质的作用以及这些蛋白质如何协同工作，重要的是要确定其功能的分子细节。人们需要了解系统是否主动或被动地传输离子，以及哪些机制或配体导致单个系统的激活或失活。将机械信息与不同压力情况下的生理学知识相结合，例如盐压力，pH压力或营养限制，可以识别每个系统的任务并推断它们如何相互协调。通过回顾细菌膜生理学的一般原理和描述几种细菌K+转运系统的分子结构和功能，我们的目标是为微生物学家研究细菌钾稳态和许多K+转运系统仍然知之甚少提供一个框架。
Potassium ion homeostasis is essential for bacterial survival, playing roles in osmoregulation, pH homeostasis, regulation of protein synthesis, enzyme activation, membrane potential adjustment and electrical signaling. To accomplish such diverse physiological tasks, it is not surprising that a single bacterium typically encodes several potassium uptake and release systems. To understand the role each individual protein fulfills and how these proteins work in concert, it is important to identify the molecular details of their function. One needs to understand whether the systems transport ions actively or passively, and what mechanisms or ligands lead to the activation or inactivation of individual systems. Combining mechanistic information with knowledge about the physiology under different stress situations, such as osmostress, pH stress or nutrient limitation, one can identify the task of each system and deduce how they are coordinated with each other. By reviewing the general principles of bacterial membrane physiology and describing the molecular architecture and function of several bacterial K+-transporting systems, we aim to provide a framework for microbiologists studying bacterial potassium homeostasis and the many K+-translocating systems that are still poorly understood.
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