Transport domain unlocking sets the uptake rate of an aspartate transporter.
Transport domain unlocking sets the uptake rate of an aspartate transporter.
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DOI：
10.1038/nature14158
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发表时间：
2015-02-05
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Blanchard, Scott C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Akyuz, Nurunisa;Georgieva, Elka R.;Zhou, Zhou;Stolzenberg, Sebastian;Cuendet, Michel A.;Khelashvili, George;Altman, Roger B.;Terry, Daniel S.;Freed, Jack H.;Weinstein, Harel;Boudker, Olga;Blanchard, Scott C.
谷氨酸转运蛋白通过清除细胞外空间突触释放的谷氨酸来终止神经传递，从而允许信号重复循环并防止谷氨酸介导的兴奋性毒性。对古细菌同源物 GltPh 的晶体学研究表明，不同的转运结构域通过在中心三聚支架内跨膜移动，将底物易位到细胞质中。在这里，我们报告使用单分子荧光共振能量转移（smFRET）成像在重组蛋白脂质体和生理离子梯度的背景下直接观察到这些“类似电梯”的运输域运动。我们发现，带有两个“人性化”突变的 GltPh 表现出显着增加的运输域动力学，这与底物运输速率的增加相平行，从而在运输域运动和底物摄取之间建立了直接的时间关系。晶体学和计算研究表明，这些突变有利于结构“解锁”状态，增加了运输结构域和三聚体支架之间界面处的溶剂占用率。
Glutamate transporters terminate neurotransmission by clearing synaptically released glutamate from the extracellular space, allowing repeated rounds of signaling and preventing glutamate-mediated excitotoxicity. Crystallographic studies on an archaeal homologue, GltPh, showed that distinct transport domains translocate substrates into the cytoplasm by moving across the membrane within a central trimerization scaffold. Here, we report direct observations of these 'elevator-like' transport domain motions in the context of reconstituted proteoliposomes and physiological ion gradients using single-molecule fluorescence resonance energy transfer (smFRET) imaging. We show that GltPh bearing two “humanizing” mutations exhibits markedly increased transport domain dynamics, which parallels an increased rate of substrate transport, thereby establishing a direct temporal relationship between transport domain motions and substrate uptake. Crystallographic and computational investigations reveal that these mutations favor structurally “unlocked” states with increased solvent occupancy at the interface between the transport domain and the trimeric scaffold.
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影响因子：
3.3
作者：
Klauda, Jeffery B.;Venable, Richard M.;Freites, J. Alfredo;O'Connor, Joseph W.;Tobias, Douglas J.;Mondragon-Ramirez, Carlos;Vorobyov, Igor;MacKerell, Alexander D., Jr.;Pastor, Richard W.
通讯作者：
Pastor, Richard W.
影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
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
影响因子：
5.6
作者：
Groeneveld, Maarten;Slotboom, Dirk-Jan
通讯作者：
Slotboom, Dirk-Jan
影响因子：
3.4
作者：
Dave, Richa;Terry, Daniel S.;Blanchard, Scott C.
通讯作者：
Blanchard, Scott C.