Familia NhaA
| Antiportador 1 de Na + /H + | |||||||||||
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| Identificadores | |||||||||||
| Símbolo | Antipuerto Na_H_1 | ||||||||||
| Pfam | PF06965 | ||||||||||
| Interprofesional | IPR004670 | ||||||||||
| Base de datos de datos termodinámica | 2.A.36 | ||||||||||
| Superfamilia OPM | 106 | ||||||||||
| Proteína OPM | 1zcd | ||||||||||
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La familia de antiportadores Na + /H + A (NhaA) (TC# 2.A.33) contiene varias proteínas antiportadoras de sodio-protón (SPAP) bacterianas. Se trata de proteínas integrales de membrana que catalizan el intercambio de H + por Na + de una manera que depende en gran medida del pH. Se han secuenciado homólogos de varias bacterias y arqueas. Los procariotas poseen múltiples parálogos. Se puede encontrar una lista representativa de las proteínas que pertenecen a la familia NhaA en la base de datos de clasificación de transportadores.
Estructura
Las proteínas de la familia NhaA tienen una longitud de entre 300 y 700 residuos de aminoacilos. La NhaA de E. coli es un homeodimero, y cada subunidad consiste en un haz de 12 hélices α transmembrana inclinadas (TMS). [1] [2] [3] [4] [5]
Las simulaciones de dinámica molecular de NhaA permitieron proponer un modelo atómicamente detallado de la función del antiportador. [6] Tres residuos de aspartato conservados son clave para este mecanismo propuesto: Asp 164 (D164) es el sitio de unión de Na + , D163 controla la accesibilidad alternada de este sitio de unión al citoplasma o periplasma, y D133 es crucial para la regulación del pH. [6] [7] [8]
Función
Los antiportadores Na + -H + son proteínas de membrana integrales que intercambian Na + por H + a través de la membrana citoplasmática y muchas membranas intracelulares. Son esenciales para la homeostasis del Na + , el pH y el volumen, que son procesos cruciales para la viabilidad celular. [8] [9] La proteína de E. coli probablemente funciona en la regulación del pH interno cuando el pH externo es alcalino, y la proteína funciona efectivamente como un sensor de pH. [7] También utiliza el gradiente de H + para expulsar Na + de la célula. Su actividad depende en gran medida del pH. [3] [10]
La reacción de transporte generalizada catalizada por NhaA es: [6] [11]
Na + (entrada) + 2H + (salida) ⇌ Na + (salida) + 2H + (entrada).
Véase también
Referencias
- ^ Williams KA, Geldmacher-Kaufer U, Padan E, Schuldiner S, Kühlbrandt W (julio de 1999). "Estructura de proyección de NhaA, un transportador secundario de Escherichia coli, con una resolución de 4,0 A". La Revista EMBO . 18 (13): 3558–63. doi :10.1093/emboj/18.13.3558. PMC 1171434 . PMID 10393172.
- ^ Williams KA (enero de 2000). "Estructura tridimensional de la proteína de transporte acoplada a iones NhaA". Nature . 403 (6765): 112–5. Bibcode :2000Natur.403..112W. doi :10.1038/47534. PMID 10638764. S2CID 427512.
- ^ ab Hunte C, Screpanti E, Venturi M, Rimon A, Padan E, Michel H (junio de 2005). "Estructura de un antiportador de Na +/H + y conocimientos sobre el mecanismo de acción y regulación por el pH". Naturaleza . 435 (7046): 1197–202. Código Bib :2005Natur.435.1197H. doi : 10.1038/naturaleza03692. PMID 15988517. S2CID 4372674.
- ^ Olkhova E, Hunte C, Screpanti E, Padan E, Michel H (febrero de 2006). "Análisis electrostático continuo multiconformación del antiportador NhaA Na + / H + de Escherichia coli con implicaciones funcionales". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 103 (8): 2629–34. Código bibliográfico : 2006PNAS..103.2629O. doi : 10.1073/pnas.0510914103 . PMC 1413810 . PMID 16477015.
- ^ Screpanti E, Padan E, Rimon A, Michel H, Hunte C (septiembre de 2006). "Pasos cruciales en la determinación de la estructura del antiportador de Na +/H + NhaA en su conformación nativa". Revista de biología molecular . 362 (2): 192–202. doi :10.1016/j.jmb.2006.07.019. PMID 16919297.
- ^ abc Arkin IT, Xu H, Jensen MØ, Arbely E, Bennett ER, Bowers KJ, Chow E, Dror RO, Eastwood MP, Flitman-Tene R, Gregersen BA, Klepeis JL, Kolossváry I, Shan Y, Shaw DE (agosto de 2007). "Mecanismo de antiportación de Na+/H+". Science . 317 (5839): 799–803. Bibcode :2007Sci...317..799A. doi :10.1126/science.1142824. PMID 17690293. S2CID 30745070.
- ^ ab Gerchman Y, Olami Y, Rimon A, Taglicht D, Schuldiner S, Padan E (febrero de 1993). "La histidina-226 es parte del sensor de pH de NhaA, un antiportador Na+/H+ en Escherichia coli". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 90 (4): 1212–6. Bibcode :1993PNAS...90.1212G. doi : 10.1073/pnas.90.4.1212 . PMC 45842 . PMID 8381959.
- ^ ab Padan E (septiembre de 2008). "El esclarecedor encuentro entre la estructura y la función en el antiportador Na+-H+ de NhaA". Tendencias en Ciencias Bioquímicas . 33 (9): 435–43. doi :10.1016/j.tibs.2008.06.007. PMID 18707888.
- ^ Radchenko MV, Waditee R, Oshimi S, Fukuhara M, Takabe T, Nakamura T (enero de 2006). "Clonación, expresión funcional y caracterización primaria de genes antiportadores de K+/H+ de Vibrio parahaemolyticus en Escherichia coli". Microbiología molecular . 59 (2): 651–63. doi : 10.1111/j.1365-2958.2005.04966.x . PMID 16390457. S2CID 22001614.
- ^ Diab M, Rimon A, Tzubery T, Padan E (octubre de 2011). "La hélice VIII del antiportador Na(+)/H(+) de NhaA participa en el paso de cationes periplásmicos y la regulación del pH del antiportador". Journal of Molecular Biology . 413 (3): 604–14. doi :10.1016/j.jmb.2011.08.046. PMID 21907722.
- ^ "2.A.33 La familia de antiportadores Na+:H+ (NhaA) de NhaA". Base de datos de clasificación de transportadores . Consultado el 14 de marzo de 2016 .
Lectura adicional
- Appel M, Hizlan D, Vinothkumar KR, Ziegler C, Kühlbrandt W (febrero de 2009). "Conformaciones de NhaA, el intercambiador Na/H de Escherichia coli, en los estados activado por pH y translocación de iones". Journal of Molecular Biology . 386 (2): 351–65. doi :10.1016/j.jmb.2008.12.042. PMID 19135453.
- Herz K, Rimon A, Olkhova E, Kozachkov L, Padan E (enero de 2010). "El segmento transmembrana II del antiportador Na+/H+ de NhaA recubre el paso de cationes, y Asp65 es fundamental para la activación del antiportador por pH". The Journal of Biological Chemistry . 285 (3): 2211–20. doi : 10.1074/jbc.M109.047134 . PMC 2804377 . PMID 19923224.
- Karpel R, Olami Y, Taglicht D, Schuldiner S, Padan E (julio de 1988). "Secuenciación del gen ant que afecta la actividad antiportadora Na+/H+ en Escherichia coli". The Journal of Biological Chemistry . 263 (21): 10408–14. doi : 10.1016/S0021-9258(19)81531-4 . PMID 2839489.
- Padan E, Venturi M, Gerchman Y, Dover N (mayo de 2001). "Antiportadores de Na (+) / H (+)". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergética . 1505 (1): 144–57. doi :10.1016/s0005-2728(00)00284-x. PMID 11248196.
- Padan E, Danieli T, Keren Y, Alkoby D, Masrati G, Haliloglu T , Ben-Tal N, Rimon A (octubre de 2015). "El antiportador NhaA funciona utilizando 10 hélices, y otras 2 contribuyen al ensamblaje/estabilidad". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (41): E5575-82. Bibcode :2015PNAS..112E5575P. doi : 10.1073/pnas.1510964112 . PMC 4611637 . PMID 26417087.
- Schushan M, Rimon A, Haliloglu T, Forrest LR, Padan E, Ben-Tal N (mayo de 2012). "Una estructura modelo de un estado periplasmático del antiportador NhaA sugiere los fundamentos moleculares de los cambios conformacionales inducidos por el pH". The Journal of Biological Chemistry . 287 (22): 18249–61. doi : 10.1074/jbc.M111.336446 . PMC 3365733 . PMID 22431724.
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