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解析出脂質(zhì)翻轉(zhuǎn)酶Drs2p–Cdc50p的三維結(jié)構(gòu)和自我調(diào)節(jié)機(jī)制

2019-07-01 10:40來源：生物谷

P4-ATP酶（Type 4 P-type ATPase, P4-ATPase）是脂質(zhì)翻轉(zhuǎn)酶（lipid flippase），可促進(jìn)磷脂從真核細(xì)胞膜的質(zhì)膜外小葉主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)小葉。P4-ATP酶的分子結(jié)構(gòu)及其識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì)的機(jī)制仍然未知。


在一項(xiàng)新的研究中，來自丹麥奧胡斯大學(xué)、德國馬克斯-普朗克生物物理研究所和法國細(xì)胞綜合生物學(xué)研究所的研究人員解析出一種稱為Drs2p–Cdc50p的P4-ATP酶的低溫電鏡結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究結(jié)果于2019年6月26日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Structure and autoregulation of a P4-ATPase lipid flippase”。

Drs2p–Cdc50p是一種來自釀酒酵母的脂質(zhì)翻轉(zhuǎn)酶，特異性地作用于磷脂酰絲氨酸和磷脂酰乙醇胺。Drs2p-Cdc50p由Drs2p的羧基末端尾部自動(dòng)抑制，并且可被脂質(zhì)磷脂酰肌醇-4-磷酸（phosphatidylinositol-4-phosphate, 縮寫為PtdIns4P或者PI4P）激活。


在這項(xiàng)新的研究中，這些研究人員解析出Drs2p-Cdc50p的三種低溫電鏡結(jié)構(gòu)，分別代表它處于自我抑制狀態(tài)、中間狀態(tài)和完全激活狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)。這種分析突出了P4-ATP酶的特異性特征，并揭示了自身抑制和PI4P依賴性激活的位點(diǎn)。


這些研究人員還在脂質(zhì)翻轉(zhuǎn)酶Drs2p–Cdc50p中觀察到一個(gè)推定的脂質(zhì)轉(zhuǎn)位通路，該通路涉及跨膜區(qū)段4中的一個(gè)保守性的PISL基序以及跨膜區(qū)段2和5中的極性氨基酸殘基，特別是位于脂質(zhì)雙層中心的Lys1018。