Identificación guiada por la estructura de residuos críticos en el antiportador de cationes/protones vacuolar NHX1 de
Autores: Rombolá-Caldentey, Belén; Mendoza, Imelda; Quintero, Francisco J.; Pardo, José M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Identificación guiada por la estructura de residuos críticos en el antiportador de cationes/protones vacuolar NHX1 de
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Cationes
Antiportadores de protones
Relaciones estructura-función
Eucariota
Estructuras cristalinas
NHX1
Arabidopsis
Levadura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Los antiportadores de cationes/protones (CPA) que actúan en todas las membranas biológicas regulan el volumen y el pH de las células y de los orgánulos intracelulares. Un tema clave con estas proteínas es su relación estructura-función, ya que presentan características regulatorias intrínsecas que dependen de determinantes estructurales, incluida la sensibilidad al pH y la estequiometría del intercambio de iones. Las estructuras cristalinas solo están disponibles para CPA procariontes, mientras que las eucariontes se han modelado utilizando las anteriores como plantillas. Aquí, presentamos un modelo estructural actualizado y mejorado del antiportador K, Na/H NHX1 localizado en el tonoplasto de Arabidopsis como representante de la familia NHX vacuolar que es esencial para la acumulación de K en las vacuolas de las plantas. Se mutaron residuos conservados que se consideraron funcionalmente importantes, y se probaron las variantes de proteínas resultantes por su actividad en la levadura. Los resultados indican que el residuo N184 en el motivo ND característico de CPA1 podría ser reemplazado por el motivo DD de los miembros de la familia CPA2 con consecuencias mínimas para su actividad. Los intentos de alterar la electroneutralidad de AtNHX1 mediante diferentes combinaciones de reemplazos de aminoácidos en los residuos N184, R353 y R390 resultaron en proteínas inactivas o parcialmente activas con una capacidad diferencial para controlar el pH vacuolar de la levadura.
Descripción
Los antiportadores de cationes/protones (CPA) que actúan en todas las membranas biológicas regulan el volumen y el pH de las células y de los orgánulos intracelulares. Un tema clave con estas proteínas es su relación estructura-función, ya que presentan características regulatorias intrínsecas que dependen de determinantes estructurales, incluida la sensibilidad al pH y la estequiometría del intercambio de iones. Las estructuras cristalinas solo están disponibles para CPA procariontes, mientras que las eucariontes se han modelado utilizando las anteriores como plantillas. Aquí, presentamos un modelo estructural actualizado y mejorado del antiportador K, Na/H NHX1 localizado en el tonoplasto de Arabidopsis como representante de la familia NHX vacuolar que es esencial para la acumulación de K en las vacuolas de las plantas. Se mutaron residuos conservados que se consideraron funcionalmente importantes, y se probaron las variantes de proteínas resultantes por su actividad en la levadura. Los resultados indican que el residuo N184 en el motivo ND característico de CPA1 podría ser reemplazado por el motivo DD de los miembros de la familia CPA2 con consecuencias mínimas para su actividad. Los intentos de alterar la electroneutralidad de AtNHX1 mediante diferentes combinaciones de reemplazos de aminoácidos en los residuos N184, R353 y R390 resultaron en proteínas inactivas o parcialmente activas con una capacidad diferencial para controlar el pH vacuolar de la levadura.