Kinetics of the ATP Hydrolysis Cycle of the Nucleotide-binding Domain of Mdl1 Studied by a Novel Site-specific Labeling Technique*
Kinetics of the ATP Hydrolysis Cycle of the Nucleotide-binding Domain of Mdl1 Studied by a Novel Site-specific Labeling Technique*
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通过新型位点特异性标记技术研究 Mdl1 核苷酸结合域的 ATP 水解循环动力学*
DOI：
10.1074/jbc.m511730200
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发表时间：
2006
影响因子：
4.8
通讯作者：
R. Tampé
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
C. van der Does;C. Presenti;Katrin Schulze;S. Dinkelaker;R. Tampé
我们最近提出了线粒体 ABC 转运蛋白 Mdl1 的核苷酸结合域 (NBD) 的 ATP 水解循环的“进行性钳”模型 (Janas, E., Hofacker, M., Chen, M., Gompf, S., van derDoes, C., and Tampé, R. (2003) J. Biol. Chem. 278, 26862-26869)。在此模型中，ATP 与两个单体 NBD 结合导致形成 NBD 二聚体，该二聚体在两个 ATP 水解后解离并释放 ADP。在这里，我们开始使用一种新型的微创位点特异性标记技术来跟踪 NBD 的结合和解离，该技术提供了稳定且化学计量的荧光团附着。通过荧光自猝灭测定添加和去除 ATP 后 E599Q-NBD 二聚体的缔合和解离动力学。值得注意的是，野生型 NBD 的 ATP 水解速率由 NBD 二聚化速率决定。然而，在 E599QNBD 中，ATP 水解减少了 250 倍，ATP 水解反应控制二聚体解离和整个 ATP 酶循环。这些数据解释了对各种 ABC 蛋白限速步骤的相互矛盾的观察结果，并进一步证明二聚体形成是 ATP 水解循环中的重要步骤。
We have recently proposed a “processive clamp” model for the ATP hydrolysis cycle of the nucleotide-binding domain (NBD) of the mitochondrial ABC transporter Mdl1 (Janas, E., Hofacker, M., Chen, M., Gompf, S., van der Does, C., and Tampé, R. (2003) J. Biol. Chem. 278, 26862-26869). In this model, ATP binding to two monomeric NBDs leads to formation of an NBD dimer that, after hydrolysis of both ATPs, dissociates and releases ADP. Here, we set out to follow the association and dissociation of NBDs using a novel minimally invasive site-specific labeling technique, which provides stable and stoichiometric attachment of fluorophores. The association and dissociation kinetics of the E599Q-NBD dimer upon addition and removal of ATP were determined by fluorescence self-quenching. Remarkably, the rate of ATP hydrolysis of the wild type NBD is determined by the rate of NBD dimerization. In the E599QNBD, however, in which the ATP hydrolysis is 250-fold reduced, the ATP hydrolysis reaction controls dimer dissociation and the overall ATPase cycle. These data explain contradicting observations on the rate-limiting step of various ABC proteins and further demonstrate that dimer formation is an important step in the ATP hydrolysis cycle.
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DOI：
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影响因子：
--
作者：
Martin,SF;Hergenrother,PJ
通讯作者：
Hergenrother,PJ
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10.1073/pnas.95.7.3495
发表时间：
1998-03-31
影响因子：
11.1
作者：
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通讯作者：
Ames, GFL
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DOI：
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发表时间：
1998
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Biochemistry.
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--
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