Molecular Determinants for Nitric Oxide Regulation of the Murine Cationic Amino Acid Transporter CAT-2A.
Molecular Determinants for Nitric Oxide Regulation of the Murine Cationic Amino Acid Transporter CAT-2A.
复制标题
鼠阳离子氨基酸转运蛋白 CAT-2A 的一氧化氮调节的分子决定因素。
DOI：
10.1021/acs.biochem.0c00729
复制
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Peluffo,RDaniel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zheng,Ruifang;daRosa,Gabriela;Dans,PabloD;Peluffo,RDaniel
阳离子氨基酸转运体(CATS)为细胞提供必需和半必需的二碱性氨基酸。其中，L精氨酸是一氧化氮合酶产生一氧化氮的底物，一氧化氮是一种关键的信号分子和第二信使。在心脏准备中，我们证明了NO通过非竞争性抑制这些猫而尖锐和直接地调节转运活动。我们假设这种调控是通过修饰CAT蛋白中的半胱氨酸残基来实现的。同源建模和计算化学方法确定Cys347是低亲和力小鼠CAT-2A(MCAT-2A)中存在的15个Cys残基中两个假定的无结合靶标之一。为了验证这一预测，我们使用了高表达MCAT-2A的哺乳动物细胞系进行定点突变和摄取研究。当用丙氨酸(Cys347Ala)取代Cys347时，MCAT-2A对NO供体的抑制变得不敏感。此外，与对照相比，该突变体的转运能力降低了50%，但不影响膜表达水平或转运氨基酸的表观亲和力。有趣的是，用丝氨酸(Cys347Ser)取代Cys347将摄取水平恢复到对照组的水平，同时不保持不敏感。其他半胱氨酸残基，当被丙氨酸取代时，仍然产生不敏感的CAT-2A。在共表达NOS和MCAT-2A的细胞中，暴露于胞外精氨酸通过产生NO抑制对照MCAT-2A的摄取活性，但不抑制Cys347Ser变体的摄取活性。因此，Cys347的-SH部分在很大程度上与NO抑制MCAT-2A有关。由于内源性NO效应，这种调节很可能与生理相关，并可能成为治疗学的一个潜在干预点。
Cationic amino acid transporters (CATs) supply cells with essential and semiessential dibasic amino acids. Among them,l-arginine is the substrate for nitric oxide synthases (NOS) to produce nitric oxide (NO), a key signaling molecule and second messenger. In cardiac preparations, we showed that NO acutely and directly modulates transport activity by noncompetitively inhibiting these CATs. We hypothesize that this NO regulation occurs through modification of cysteine residues in CAT proteins. Homology modeling and a computational chemistry approach identified Cys347as one of two putative targets for NO binding, of 15 Cys residues present in the low-affinity mouse CAT-2A (mCAT-2A). To test this prediction, mammalian cell lines overexpressing mCAT-2A were used for site-directed mutagenesis and uptake studies. When Cys347was replaced with alanine (Cys347Ala), mCAT-2A became insensitive to inhibition by NO donors. In addition, the transport capacity of this variant decreased by >50% compared to that of the control, without affecting membrane expression levels or apparent affinities for the transported amino acids. Interestingly, replacing Cys347with serine (Cys347Ser) restored uptake levels to those of the control while retaining NO insensitivity. Other Cys residues, when replaced with Ala, still produced a NO-sensitive CAT-2A. In cells co-expressing NOS and mCAT-2A, exposure to extracellularl-arginine inhibited the uptake activity of control mCAT-2A, via NO production, but not that of the Cys347Ser variant. Thus, the -SH moiety of Cys347is largely responsible for mCAT-2A inhibition by NO. Because of the endogenous NO effect, this modulation is likely to be physiologically relevant and a potential intervention point for therapeutics.
登录
查看更多内容
兔网织红细胞中的阳离子氨基酸转运。
DOI：
10.1016/s0021-9258(18)91787-4
发表时间：
1969
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
H. Christensen;J. Antonioli
通讯作者：
J. Antonioli
DOI：
10.1016/s0021-9258(18)35745-4
发表时间：
1992-12
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
S. Pou;W. S. Pou;D. Bredt;S. Snyder;Gerald M. Rosen
通讯作者：
S. Pou;W. S. Pou;D. Bredt;S. Snyder;Gerald M. Rosen
DOI：
10.1016/s0021-9258(17)36703-0
发表时间：
1994-05
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
C. Nathan;Q. Xie
通讯作者：
C. Nathan;Q. Xie
影响因子：
16.6
作者：
Jungnickel KEJ;Parker JL;Newstead S
通讯作者：
Newstead S
影响因子：
2.8
作者：
Jack, DL;Paulsen, IT;Saier, MH
通讯作者：
Saier, MH