13C NMR detects conformational change in the 100-kD membrane transporter ClC-ec1.
13C NMR detects conformational change in the 100-kD membrane transporter ClC-ec1.
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DOI：
10.1007/s10858-015-9898-7
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发表时间：
2015-04
影响因子：
2.7
通讯作者：
Maduke, Merritt
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Abraham, Sherwin J.;Cheng, Ricky C.;Chew, Thomas A.;Khantwal, Chandra M.;Liu, Corey W.;Gong, Shimei;Nakamoto, Robert K.;Maduke, Merritt
关键词：
CLC转运蛋白催化Cl-交换为H+穿过细胞膜。为此，它们必须将Cl-和H+的结合和非结合与蛋白质构象变化偶联。然而，唯一的构象变化区别结晶是一个谷氨酸侧链，局部门控离子转运途径的小动作。因此，我们对全球蛋白质动力学是否以及如何对交换机制做出贡献的理解受到了严重限制。为了克服晶体学的局限性，我们使用了溶液状态的13 C-甲基NMR与标签上的蛋氨酸，赖氨酸，和工程化的半胱氨酸残基，研究底物（H+）依赖的构象变化的限制结晶之外。我们发现，甲基标签在几个地区的报告H+依赖的光谱变化。我们确定这些地区之一，作为HSP 7 R，从中心的蛋白质，在那里它形成的一部分，内门的Cl-渗透途径，延伸到细胞外溶液的螺旋。H+依赖的光谱变化不会发生时，标签的位置刚刚超过HPLIR，在非结构化的C-末端的蛋白质。总之，结果表明，H+结合是机械耦合到关闭的细胞内访问途径的Cl-。
CLC transporters catalyze the exchange of Cl- for H+ across cellular membranes. To do so, they must couple Cl- and H+ binding and unbinding to protein conformational change. However, the sole conformational changes distinguished crystallographically are small movements of a glutamate side chain that locally gates the ion-transport pathways. Therefore, our understanding of whether and how global protein dynamics contribute to the exchange mechanism has been severely limited. To overcome the limitations of crystallography, we used solution-state 13C-methyl NMR with labels on methionine, lysine, and engineered cysteine residues to investigate substrate (H+) dependent conformational change outside the restraints of crystallization. We show that methyl labels in several regions report H+-dependent spectral changes. We identify one of these regions as Helix R, a helix that extends from the center of the protein, where it forms the part of the inner gate to the Cl--permeation pathway, to the extracellular solution. The H+-dependent spectral change does not occur when a label is positioned just beyond Helix R, on the unstructured C-terminus of the protein. Together, the results suggest that H+ binding is mechanistically coupled to closing of the intracellular access-pathway for Cl-.
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Chen J
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10.3390/molecules18067103
发表时间：
2013-06-18
期刊：
Molecules (Basel, Switzerland)
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