THE VACUOLAR (H+)-ATPASES - NATURE'S MOST VERSATILE PROTON PUMPS
Tsuyoshi Nishi & Michael Forgac
Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, 94 -103 (2002)
Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, 94 -103 (2002)
V-ATPase assembly is promoted by RAVE
(Рис.1.) | Structural comparison of the V- and F-ATPases.
(Рис.2.) | Function of V-ATPases in membrane transport.
(Рис.3.) | Function of plasma membrane V-ATPases.
(Рис.4.) | Electron microscopy of the V0 and V1V0 complexes.
(Рис.5.) | Models of catalytic and noncatalytic nucleotide-binding sites on the V-ATPases.
(Рис.6.) | Structure and function of the V0 domain.
(Рис.7.) | Regulation of vacuolar acidification.
pH внутриклеточных компартментов в клетках эукариот является тонко контролируемым параметром, который затрагивает многие клеточные процессы, включая внутриклеточный мебмранный транспорт, процессинг прогормонов и транспорт нейротрансмиттеров, а также проникновение вирусов в клетки. Транспортерами, ответственными за контроль этого важного параметра во многих внутриклеточных компартментах, являются vacuolar (H+)- ATPases (V-ATPases). Достигнуты определенные успехи в понимании структуры и регуляции V-ATPases, кроме того картированы некоторые генетические дефекты у человека, которые связаны с нарушениями субъединиц V-АТФазы.
V-АТФазы состоят из периферического домена domain (V1), который ответственнен за гидролиз АТФ, и интегральный домен (V0),который ответственен за транслокацию протонов. С помощью ЭМ было покзано существование множественных stalks, которые связывают V1 и V0.
V-АТФазы играют важную роль в различных процессах мембранного транспорта, включая эндоцитоз и внутриклеточный транспорт. Более того интегральный V0 домен, по-видимому, играет непосредственную роль в мембранном слиянии.
V-АТФазы в плазматических мембранах специализированных клеток функционируют в таких процессах как почечная acidification и резорбция кости. Некоторые генетические болезни, как установлено, связаны с дефектами в генах, которые кодируют субъединицы V-ATPase, напр., renal tubular acidosis и osteopetrosis.
V-АТФазы напоминают F-ATФазы, которые обычно функционируют в синтезе АТФ и, как полагают, оперируют благодаря ротационному механизму. Информация о взаимодействиях субъединиц, топологии и функции индивидуальных остатков пока зачаточна, она базируется на использовании сайт-направленного мутагенеза и ковалентных модификациях.
Дрожжевая V-ATФаза нуждается в уникальном наборе полипептидов для своей сборки в эндоплазматическом ретикулеме. Направление V-ATФаз к цели, по-видимому, контролируется сигналами, которые локализуются в субъединице в 100-kDa, хотя взаимодействие с др. клеточнми белками, такими как PDZ белки, м.б. очень важным.
Предполагаются некоторые механизмы для регуляции активности V-ATФаз, включая обратимую диссоциацию, образование дисульфидных мостиков и изменение эффективности coupling. Недавно выявлен новый ubiquitin-ligase компонент, который играет роль в регулируемой сборке V-ATФаз.