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Cell Research:张凯、赵永芳研究组发表转运蛋白研究新成果

摘要 : 近年来,抗生素滥用现象使耐药菌日渐增多,这已经成为了一个全球性的公共健康问题。通过耐药泵将药物排出是细菌的主要耐药机制之一,而多重耐药泵可以排出多种药物和有毒的代谢产物。

 近年来,抗生素滥用现象使耐药菌日渐增多,这已经成为了一个全球性的公共健康问题。通过耐药泵将药物排出是细菌的主要耐药机制之一,而多重耐药泵可以排出多种药物和有毒的代谢产物。

以质子为驱动力的MFS(主要协助转运蛋白超家族)反向转运蛋白,是一类备受关注的多重耐药泵。不过人们一直不清楚这种多重耐药泵与底物结合的结构基础。

大肠杆菌(E. coli)的MdfA是一个典型的多重耐药MFS反向转运蛋白。中科院生物物理所的研究团队通过深入研究,揭示了MdfA结合配体形成复合体时的高分辨率晶体结构(2.0 Å)。这一成果发表在八月四日的Cell Research杂志上,文章的通讯作者是中科院生物物理所的张凯研究员和赵永芳研究员。

研究显示,MdfA的底物结合位点位于保守氨基酸残基D34附近,这种底物结合模式得到了诱变实验的支持。研究人员还发现,D34通过调整质子化状态,对底物结合进行应答。这项研究揭示了MFS反向转运蛋白的底物结合模式,提出了这类转运蛋白的作用机制。

推荐原文:Substrate-bound structure of the E. coli multidrug resistance transporter MdfA

Multidrug resistance is a serious threat to public health. Proton motive force-driven antiporters from the major facilitator superfamily (MFS) constitute a major group of multidrug-resistance transporters. Currently, no reports on crystal structures of MFS antiporters in complex with their substrates exist. The E. coli MdfA transporter is a well-studied model system for biochemical analyses of multidrug-resistance MFS antiporters. Here, we report three crystal structures of MdfA-ligand complexes at resolutions up to 2.0 Å, all in the inward-facing conformation. The substrate-binding site sits proximal to the conserved acidic residue, D34. Our mutagenesis studies support the structural observations of the substrate-binding mode and the notion that D34 responds to substrate binding by adjusting its protonation status. Taken together, our data unveil the substrate-binding mode of MFS antiporters and suggest a mechanism of transport via this group of transporters.

来源: Cell Research 浏览次数:44

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