Direct protein-lipid interactions shape the conformational landscape of secondary transporters.
Direct protein-lipid interactions shape the conformational landscape of secondary transporters.
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DOI：
10.1038/s41467-018-06704-1
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发表时间：
2018-10-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
Politis A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Martens C;Shekhar M;Borysik AJ;Lau AM;Reading E;Tajkhorshid E;Booth PJ;Politis A
二级转运蛋白经历结构重排以催化底物跨细胞膜的转运-然而这种构象变化如何在脂质环境中发生仍然知之甚少。在这里，我们结合联合收割机氢氘交换质谱（HDX-MS）与分子动力学（MD）模拟，以了解脂质如何调节二级转运蛋白的构象动力学在分子水平上。使用同源转运蛋白XylE，LacY和GlpT从大肠杆菌作为模型系统，我们发现，保守的带电残基网络作为分子开关，驱动不同状态之间的构象转变。我们发现，这些分子开关调节与周围的磷脂的相互作用，并表明磷脂酰乙醇胺干扰保守网络的形成，有利于面向内的状态。总的来说，这项工作提供了深入了解脂质在塑造一个重要的一类转运蛋白的构象景观的重要性。二级转运蛋白催化底物跨膜转运，但脂质在转运周期中的作用仍不清楚。在这里，作者使用氢氘交换质谱和分子动力学模拟来了解脂质如何调节二级转运蛋白的构象动力学。
Secondary transporters undergo structural rearrangements to catalyze substrate translocation across the cell membrane – yet how such conformational changes happen within a lipid environment remains poorly understood. Here, we combine hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) with molecular dynamics (MD) simulations to understand how lipids regulate the conformational dynamics of secondary transporters at the molecular level. Using the homologous transporters XylE, LacY and GlpT from Escherichia coli as model systems, we discover that conserved networks of charged residues act as molecular switches that drive the conformational transition between different states. We reveal that these molecular switches are regulated by interactions with surrounding phospholipids and show that phosphatidylethanolamine interferes with the formation of the conserved networks and favors an inward-facing state. Overall, this work provides insights into the importance of lipids in shaping the conformational landscape of an important class of transporters. Secondary transporters catalyse substrate translocation across the cell membrane but the role of lipids during the transport cycle remains unclear. Here authors used hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry and molecular dynamics simulations to understand how lipids regulate the conformational dynamics of secondary transporters.
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