Lack of Charge Interaction in the Ion Binding Site Determines Anion Selectivity in the Sodium Bicarbonate Cotransporter NBCe1.
Lack of Charge Interaction in the Ion Binding Site Determines Anion Selectivity in the Sodium Bicarbonate Cotransporter NBCe1.
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DOI：
10.3390/ijms23010532
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发表时间：
2022-01-04
影响因子：
5.6
通讯作者：
Choi I
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lee S;Lin J;Choi I
Na/HCO3 协同转运蛋白 NBCe1 是 SLC4A 转运蛋白的成员，它使 HCO3− 穿过细胞膜并调节细胞内 pH 值或跨上皮 HCO3 转运。 NBCe1 对 HCO3− 具有高度选择性，并且不转运其他阴离子；阴离子选择性的分子机制目前尚不清楚。我们之前报道过，在 NBCe1 中用 Glu (D555E) 替换 Asp555 会导致对其他阴离子（包括 Cl−）的选择性增加。这一发现是出人意料的，因为所有 SLC4A 转运蛋白在相应位置都含有 Asp 或 Glu，并且对 HCO3− 保持高选择性。在这项研究中，我们测试了 D555E 中的 Cl− 转运是否是由离子结合位点残基之间的相互作用介导的。人类 NBCe1 和突变转运蛋白在非洲爪蟾卵母细胞中表达，并通过两电极电压钳评估它们转运 Cl− 的能力。结果表明，Cl− 传输是由 Glu555 和 Lys558 之间的电荷相互作用诱导的。两个残基之间的键长在盐桥的距离内，并且离子强度实验证实了相互作用。这一发现表明 NBCe1 中的 HCO3− 选择性是通过避免离子结合位点中的特定电荷相互作用而不是维持这种相互作用来建立的。
The Na/HCO3 cotransporter NBCe1 is a member of SLC4A transporters that move HCO3− across cell membranes and regulate intracellular pH or transepithelial HCO3 transport. NBCe1 is highly selective to HCO3− and does not transport other anions; the molecular mechanism of anion selectivity is presently unclear. We previously reported that replacing Asp555 with a Glu (D555E) in NBCe1 induces increased selectivity to other anions, including Cl−. This finding is unexpected because all SLC4A transporters contain either Asp or Glu at the corresponding position and maintain a high selectivity to HCO3−. In this study, we tested whether the Cl− transport in D555E is mediated by an interaction between residues in the ion binding site. Human NBCe1 and mutant transporters were expressed in Xenopus oocytes, and their ability to transport Cl− was assessed by two-electrode voltage clamp. The results show that the Cl− transport is induced by a charge interaction between Glu555 and Lys558. The bond length between the two residues is within the distance for a salt bridge, and the ionic strength experiments confirm an interaction. This finding indicates that the HCO3− selectivity in NBCe1 is established by avoiding a specific charge interaction in the ion binding site, rather than maintaining such an interaction.
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