Visualizing the kinetic power stroke that drives proton-coupled zinc(II) transport.
Visualizing the kinetic power stroke that drives proton-coupled zinc(II) transport.
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DOI：
10.1038/nature13382
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发表时间：
2014-08-07
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Fu, Dax
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gupta, Sayan;Chai, Jin;Cheng, Jie;D'Mello, Rhijuta;Chance, Mark R.;Fu, Dax
质子梯度是呼吸依赖的主动运输的主要能源，但质子耦合运输过程的结构机制知之甚少。YiiP是一种存在于大肠杆菌细胞质膜上的质子偶联锌转运蛋白。大肠杆菌，和YiiP的运输网站接收质子从水分子获得访问其疏水环境和转导能量的向内质子梯度驱动Zn（II）流出。这种膜蛋白是阳离子扩散促进剂（CDF）蛋白家族的一个特征性成员，在所有系统发育水平上都存在。X-射线介导的羟基自由基标记YiiP和质谱分析表明，锌（II）结合引发了一个高度本地化的，所有或没有变化的水可及性的运输网站和相邻的疏水门。毫秒的时间分辨动力学揭示了一致的和互惠的模式，可访问性的变化沿着一个跨膜螺旋，这表明一个刚性体螺旋重定向链接到锌（II）结合，触发关闭的疏水门。门控水进入运输位点使得固定质子梯度能够促进锌结合能转化为矢量锌运输的动力冲程。动力学的细节提供了充满活力的质子耦合主动运输反应的见解。
The proton gradient is a principal energy source for respiration-dependent active transport, but the structural mechanisms of proton-coupled transport processes are poorly understood. YiiP is a proton-coupled zinc transporter found in the cytoplasmic membrane of E. coli, and the transport-site of YiiP receives protons from water molecules that gain access to its hydrophobic environment and transduces the energy of an inward proton gradient to drive Zn(II) efflux,. This membrane protein is a well characterized member of the protein family of cation diffusion facilitators (CDFs) that occurs at all phylogenetic levels. X-ray mediated hydroxyl radical labeling of YiiP and mass spectrometric analysis showed that Zn(II) binding triggered a highly localized, all-or-none change of water accessibility to the transport-site and an adjacent hydrophobic gate. Millisecond time-resolved dynamics revealed a concerted and reciprocal pattern of accessibility changes along a transmembrane helix, suggesting a rigid-body helical reorientation linked to Zn(II) binding that triggers the closing of the hydrophobic gate. The gated water access to the transport-site enables a stationary proton gradient to facilitate the conversion of zinc binding energy to the kinetic power stroke of a vectorial zinc transport. The kinetic details provide energetic insights into a proton-coupled active transport reaction.
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DOI：
10.1073/pnas.1200362109
发表时间：
2012-05-08
影响因子：
11.1
作者：
Hoch, Eitan;Lin, Wei;Sekler, Israel
通讯作者：
Sekler, Israel
DOI：
10.1073/pnas.73.6.1892
发表时间：
1976-01-01
影响因子：
11.1
作者：
RAMOS, S;SCHULDINER, S;KABACK, HR
通讯作者：
KABACK, HR
影响因子：
4.1
作者：
Lin, Huilan;Burton, Damali;Kaplan, Jerry
通讯作者：
Kaplan, Jerry
锌转运蛋白YIIP自动调节的结构基础。
影响因子：
16.8
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
4.8
作者：
Wei, YN;Li, HL;Fu, D
通讯作者：
Fu, D