Посещений:
КАНАЛ SecY ДЛЯ ТРАНСЛОКАЦИИ БЕЛКОВ

Механизмы Транслокации
Zimmer, J. et al.
Structure of a complex of the ATPase SecA and the protein-translocation channel.
Nature 455, 936–943 (2008) Article


Erlandson, K. J. et al.
A role for the two-helix finger of the SecA ATPase in protein translocation.
Nature 455, 984–987 (2008) Article

Tsukazaki, T. et al.
Conformational transition of Sec machinery inferred from bacterial SecYE structures.
Nature 455, 988–991 (2008) Article



Рис.1.  |  Cartoon of the SecA–SecY complex viewed from the side. Figure modified, with permission, from Zimmer, J. et al. Structure of a complex of the ATPase SecA and the protein-translocation channel. Nature 455, 936–943 (2008).

Большинство бактериальных белков, которые вставляются в или транслоцируются через плазматическую мембрану, являются мишенями для эволюционно законсервированного SecY translocon комплекса. В трех работах проливается свет на то, как цитоплазматическая ATPase SecA перемещает полипептиды через SecY канал.
Одиночная копия комплекса SecY образует канал в виде часового стекла с порой кольцевой конструкции посредине поперечника мембраны. Комплекс состоит из двух половин, которые сцеплены задними частями и образуют боковой ход на передней части, который делает возможным высвобождение трансмембранных доменов в плазматическую мембрану. В закрытом состоянии канал блокируется на внеклеточной стороне кольца поры с помощью короткой спирали, наз. plug доменом. В открытом состоянии, связанная сигнальная последовательность или трансмембранный домен транслоцируемого субстрата в боковом ходе выдавливает затычку, это позволяет свершению транслокации. Движущая сила транслокации полипептида через мембрану зависит от ассоциации транслокона с разными партнерами. Взаимодействие с рибосомами делает возможной транслокацию во время трансляции синтезируемых полипептидов, тогда как пост-трансляционная транслокация полностью синтезированных полипептидов у бактерий нуждается в связывании с SecA.
Zimmer, Rapoport с коллегами описали кристаллическую структуру SecA, которая ассоциирована с SecY комплексами. В таких структурах одиночная копия SecA связана с каждым SecY комплексом и это взаимодействие ведет к существенным конформационным изменениям обоих партнеров. В связанном с SecY состоянии SecA polypeptide crosslinking domain (PPXD) ротирует из своей оригинальной позиции, чтобы осуществить контакт с nucleotide-binding domain 2 (NBD2). Такой интерфейс в точности соответствует отверстию канала в SecY, это привело авт. к предположению, что PPXD и NBD2 формируют манжетку, которая отлавливает и выравнивает субстраты для инсерции в пору. Интересно, что после связывания с SecA, конформационные изменения в SecY ведут к расширению бокового хода, но не завершают смещение домена-затычки. Сходная перестройка наблюдалась Tsukazaki, Nureki с коллегами, которые установили, что anti-SecY Fab фрагменты, которые соединяются с тем же самым сайтом SecA, способствуют экспансии бокового хода, чтобы сформировать гидрофобную расселину (crevasse). Эти наблюдения подчеркивают образование 'pre-open' состояния, при котором транслокационный канал подвергся первоначальной обработке, но не открыт полностью.
Во второй работе Erlandson, Rapoport с коллегами исследовали двуспиральную пальцеобразную структуру, которая выдвигается из SecA в цитоплазматическую воронку канала. Используя подход по поперечному связыванию, они показали, что петля между двумя спиралями пальцеобразной структуры взаимодействует с SecY при входе в пору. Более того, мутация этой области блокировала транслокацию субстрата in vitro. Авт. полагают, что транслоцирующийся полипептид позиционируется непосредственно выше поры путем взаимодействия PPXD и NBD2, и что последующие циклы гидролиза АТФ способны обеспечивать 'вверх и вниз' перемещения пальцевого домена, которые проталкивают полипептиды через канал.
Эти структуры предоставляют ценную информацию о механизмах пост=трансляционных транслокаций посредством SecY канала. Однако структура комплекса SecA-SecY, которая связана с транслоцируемым субстратом, д. быть определена, чтобы понять полностью этот процесс.
Сайт создан в системе uCoz