ATP binding to two sites is necessary for dimerization of nucleotide-binding domains of ABC proteins.
ATP binding to two sites is necessary for dimerization of nucleotide-binding domains of ABC proteins.
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ATP 与两个位点的结合对于 ABC 蛋白核苷酸结合域的二聚化是必要的。
DOI：
10.1016/j.bbrc.2013.11.050
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发表时间：
2014
影响因子：
3.1
通讯作者：
Altenberg,GuillermoA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zoghbi,MariaE;Altenberg,GuillermoA
ATP结合盒（ABC）转运蛋白具有由两个跨膜结构域和两个核苷酸结合结构域（NBD）形成的功能单元。ATP结合的NBD以头对尾的排列二聚化，其中两个核苷酸夹在二聚体界面处。两个NBD都为二聚体中的两个核苷酸结合位点（NBS）中的每一个贡献残基。在以前的研究中，我们表明，原型NBD MJ 0796从詹氏甲烷球菌形成ATP结合的二聚体，完全解离后水解的两个结合的ATP分子之一。由于ATP在一个NBS处的水解足以驱动二聚体解离，因此尚不清楚为什么所有ABC蛋白质都含有两个NBS。在这里，我们使用发光共振能量转移（LRET）来研究ATP诱导形成的NBD同源二聚体含有两个NBS主管ATP结合，和NBD异源二聚体与一个活跃的NBS和一个结合缺陷的NBS。结果表明，两个ATP分子的结合是NBD二聚化所必需的。我们的结论是，ATP水解在一个核苷酸结合位点驱动NBD解离，但需要两个结合位点，以形成必要的水解ATP-夹心NBD二聚体。
ATP binding cassette (ABC) transporters have a functional unit formed by two transmembrane domains and two nucleotide binding domains (NBDs). ATP-bound NBDs dimerize in a head-to-tail arrangement, with two nucleotides sandwiched at the dimer interface. Both NBDs contribute residues to each of the two nucleotide-binding sites (NBSs) in the dimer. In previous studies, we showed that the prototypical NBD MJ0796 fromMethanocaldococcus jannaschiiforms ATP-bound dimers that dissociate completely following hydrolysis of one of the two bound ATP molecules. Since hydrolysis of ATP at one NBS is sufficient to drive dimer dissociation, it is unclear why all ABC proteins contain two NBSs. Here, we used luminescence resonance energy transfer (LRET) to study ATP-induced formation of NBD homodimers containing two NBSs competent for ATP binding, and NBD heterodimers with one active NBS and one binding-defective NBS. The results showed that binding of two ATP molecules is necessary for NBD dimerization. We conclude that ATP hydrolysis at one nucleotide-binding site drives NBD dissociation, but two binding sites are required to form the ATP-sandwich NBD dimer necessary for hydrolysis.
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