Structure and transport mechanism of the human calcium pump SPCA1.
Structure and transport mechanism of the human calcium pump SPCA1.
复制标题
DOI：
10.1038/s41422-023-00827-x
复制
发表时间：
2023-07
期刊：
影响因子：
44.1
通讯作者：
Liu, Zhongmin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu, Mengqi;Wu, Cang;Song, Tiefeng;Pan, Kewu;Wang, Yong;Liu, Zhongmin
分泌途径Ca2+- atp酶（SPCAs）在维持Ca2+稳态中起关键作用，但SPCAs介导的Ca2+运输的确切机制尚不清楚。在这里，我们测定了人类SPCA1 （hSPCA1）在一系列中间状态下的6个冷冻电镜（cro - em）结构，揭示了一个近乎完整的构象循环。在分子动力学模拟的帮助下，这些结构为Ca2+在hSPCA1中的进入和释放提供了明确的结构基础。我们发现hSPCA1在ATP结合和磷酸化过程中经历了独特的构象变化，与其他已被充分研究的p - II型ATP酶相比。此外，我们观察到Ca2+结合位点的构象扭曲是由跨膜螺旋4L和6的分离引起的，揭示了一个独特的Ca2+释放机制。特别是，我们确定了长期寻找的p型IIA atp酶的CaE2P状态的结构，为Ca2+运输周期提供了有价值的见解。总之，这些发现增强了我们对hSPCA1介导Ca2+转运的理解，拓宽了我们对p型atp酶的认识。
Secretory-pathway Ca2+-ATPases (SPCAs) play critical roles in maintaining Ca2+ homeostasis, but the exact mechanism of SPCAs-mediated Ca2+ transport remains unclear. Here, we determined six cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of human SPCA1 (hSPCA1) in a series of intermediate states, revealing a near-complete conformational cycle. With the aid of molecular dynamics simulations, these structures offer a clear structural basis for Ca2+ entry and release in hSPCA1. We found that hSPCA1 undergoes unique conformational changes during ATP binding and phosphorylation compared to other well-studied P-type II ATPases. In addition, we observed a conformational distortion of the Ca2+-binding site induced by the separation of transmembrane helices 4L and 6, unveiling a distinct Ca2+ release mechanism. Particularly, we determined a structure of the long-sought CaE2P state of P-type IIA ATPases, providing valuable insights into the Ca2+ transport cycle. Together, these findings enhance our understanding of Ca2+ transport by hSPCA1 and broaden our knowledge of P-type ATPases.
登录
查看更多内容
Ca（2+）ATPase的ADP不敏感磷酸酶的膜扰动可修饰与细胞质结构域和腔内门控的跨膜螺旋M2的收集。
影响因子：
4.6
作者：
Danko S;Yamasaki K;Daiho T;Suzuki H
通讯作者：
Suzuki H
影响因子：
64.8
作者：
Fan G;Baker ML;Wang Z;Baker MR;Sinyagovskiy PA;Chiu W;Ludtke SJ;Serysheva II
通讯作者：
Serysheva II
影响因子：
4.8
作者：
Chen, Jialin;De Raeymaecker, Joren;Vangheluwe, Peter
通讯作者：
Vangheluwe, Peter
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
DOI：
10.1107/s0907444909052925
发表时间：
2010-02
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Adams PD;Afonine PV;Bunkóczi G;Chen VB;Davis IW;Echols N;Headd JJ;Hung LW;Kapral GJ;Grosse-Kunstleve RW;McCoy AJ;Moriarty NW;Oeffner R;Read RJ;Richardson DC;Richardson JS;Terwilliger TC;Zwart PH
通讯作者：
Zwart PH