Articulo de referencia

permeasa de captación de potasio

La familia de permeasas de captación de potasio (K + ) (KUP) ( TC# 2.A.72 ) es un miembro de la superfamilia APC de transportadores secundarios. [ 1 ] Las proteínas de la famili...

La familia de permeasas de captación de potasio (K + ) (KUP) ( TC# 2.A.72 ) es un miembro de la superfamilia APC de transportadores secundarios. [ 1 ] Las proteínas de la familia KUP/HAK/KT incluyen la proteína KUP (TrkD) de E. coli y homólogos en bacterias Gram positivas y Gram negativas . Se han caracterizado sistemas de captación de K + de alta afinidad (20 μM) (Hak1, TC# 2.A.72.2.1 ) de la levadura Debaryomyces occidentalis , así como del hongo Neurospora crassa , y varios homólogos en plantas. Arabidopsis thaliana y otras plantas poseen múltiples parálogos de la familia KUP. Si bien muchas proteínas vegetales se agrupan estrechamente, las proteínas Hak1 de la levadura, así como las dos proteínas bacterianas Gram positivas y Gram negativas, están distantemente relacionadas en el árbol filogenético de la familia KUP. [ 2 ] Todos los miembros clasificados actualmente de la familia KUP se pueden encontrar en la base de datos de clasificación de transportadores.

Estructura y función

Escherichia coli

La proteína de E. coli tiene 622 residuos de aminoácidos y posee 12 segmentos transmembrana establecidos (440 residuos) con un dominio hidrofílico C-terminal de 182 residuos, localizado en el lado citoplasmático de la membrana. [ 3 ] La eliminación de la mayor parte del dominio hidrofílico reduce, pero no elimina, la actividad de transporte de KUP. Se desconoce la función del dominio C-terminal. Se cree que la proteína KUP de E. coli es un transportador secundario. La captación se bloquea mediante protonóforos como el CCCP (pero no el arseniato ), y se ha presentado evidencia de un mecanismo de simporte de protones. [ 4 ] Anteriormente se demostró que la proteína de N. crassa es un simportador de K + :H + , estableciendo que la familia KUP está compuesta por transportadores secundarios.

Levadura

El transportador de K + de alta afinidad (K M = 1 μM) de levadura , Hak1, consta de 762 residuos de aminoácidos y 12 posibles sitios transmembrana (TMS). Al igual que la proteína KUP de E. coli , posee un dominio hidrofílico C-terminal, probablemente localizado en el lado citoplasmático de la membrana. Hak1 podría acumular K + hasta 10⁶ veces en contra de un gradiente de concentración. Los transportadores de K + de alta y baja afinidad de las plantas pueden compensar los defectos en la captación de K + en E. coli.

TRK

Los transportadores TRK, responsables de la mayor parte de la acumulación de K + en plantas, hongos y bacterias, median las corrientes iónicas impulsadas por los grandes voltajes de membrana (-150 a -250 mV) comunes en las células no animales. Las proteínas TRK bacterianas se asemejan a los canales de K + en su secuencia primaria, cristalizan como dímeros de membrana con un plegamiento intramolecular similar al de los canales de K + y forman complejos con un collar citoplasmático formado por cuatro dominios RCK. [ 5 ] Las proteínas TRK fúngicas poseen un gran dominio regulador incorporado y un par de hélices transmembrana altamente conservadas (TMS 7 y 8, delante del extremo C), que se postula que facilitan la oligomerización intramembranosa . Estas proteínas HAK fúngicas son canales de cloruro que median el eflujo, un proceso suprimido por agentes osmoprotectores. Implica una compuerta hidrofóbica y se asemeja a la conducción por canales aniónicos activados por ligando con bucle de cisteína. Posiblemente, la tendencia de las hélices transmembrana hidrofóbicas o anfipáticas a autoorganizarse en oligómeros crea nuevas vías iónicas a través de las membranas: nanoporos hidrofóbicos, vías de baja selectividad regidas por el comportamiento caotrópico de especies iónicas individuales bajo la influencia del voltaje de la membrana. [ 5 ]

Reacción de transporte

La reacción de transporte generalizada para los miembros de la familia KUP es: [ 2 ]

K + (salida) + energía → K + (entrada).

Véase también

Referencias

  1. Vastermark A, Wollwage S, Houle ME, Rio R, Saier MH (octubre de 2014). "Expansión de la superfamilia APC de transportadores secundarios" . Proteins . 82 ( 10): 2797–811 . doi : 10.1002/prot.24643 . PMC 4177346. PMID 25043943 .  
  2. 1 2 Saier, MH Jr. "2.A.72 La familia de permeasas de captación de K+ (KUP)" . Base de datos de clasificación de transportadores .
  3. Sato Y, Nanatani K, Hamamoto S, Shimizu M, Takahashi M, Tabuchi-Kobayashi M, Mizutani A, Schroeder JI, Souma S, Uozumi N (mayo de 2014). "Definición de dominios transmembrana y residuos de aminoácidos ácidos cruciales localizados en la membrana para el transporte de K + de un transportador de potasio de tipo Kup/HAK/KT de Escherichia coli". Journal of Biochemistry . 155 (5): 315–23 . doi : 10.1093/jb/mvu007 . PMID 24519967 . 
  4. Zakharyan E, Trchounian A (octubre de 2001). "La entrada de K+ por Kup en Escherichia coli se acompaña de una disminución en la salida de H+" . FEMS Microbiology Letters . 204 (1): 61–4 . doi : 10.1111/j.1574-6968.2001.tb10863.x . PMID 11682179 . 
  5. 1 2 Pardo JP, González-Andrade M, Allen K, Kuroda T, Slayman CL, Rivetta A (diciembre de 2015). "Un modelo estructural para canales aniónicos facultativos en una proteína de membrana oligomérica: el sistema TRK (K(+)) de levadura". Pflügers Archiv . 467 (12): 2447– 60. doi : 10.1007/s00424-015-1712-6 . PMID 26100673. S2CID 25527387 .  

Lecturas adicionales

  • Nieves-Cordones, Manuel; Razzaq Al Shiblawi, Fouad; Sentenac, Hervé (2016). «Capítulo 9. Funciones y transporte de sodio y potasio en las plantas». En Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Sigel, Roland KO (eds.). Los iones de metales alcalinos: su papel en la vida . Iones metálicos en las ciencias de la vida. Vol.  16. Springer. pp. 291–324 . doi : 10.1007/978-3-319-21756-7_9 . ISBN  978-3-319-21755-0. PMID 26860305 . 
  • Fu HH, Luan S (enero de 1998). "AtKuP1: un transportador de K+ de doble afinidad de Arabidopsis" . The Plant Cell . 10 (1): 63–73 . doi : 10.1105/tpc.10.1.63 . PMC 143931. PMID 9477572 .  
  • Quintero FJ, Blatt MR (septiembre de 1997). "Una nueva familia de transportadores de K+ de Arabidopsis que se conservan en todos los filos". FEBS Letters . 415 (2): 206– 11. Bibcode : 1997FEBSL.415..206Q . doi : 10.1016/s0014-5793(97)01125-3 . PMID 9350997. S2CID 45106523 .  
  • Greiner T, Ramos J, Alvarez MC, Gurnon JR, Kang M, Van Etten JL, Moroni A, Thiel G (diciembre de 2011). "Transportador de potasio funcional tipo HAK/KUP/KT codificado por virus de Chlorella" . The Plant Journal . 68 (6): 977–86 . doi : 10.1111/j.1365-313X.2011.04748.x . PMID 21848655 . 
  • Pyo YJ, Gierth M, Schroeder JI, Cho MH (junio de 2010). "Transporte de K(+) de alta afinidad en Arabidopsis: AtHAK5 y AKT1 son vitales para el establecimiento de plántulas y el crecimiento posterior a la germinación en condiciones de bajo potasio" . Plant Physiology . 153 (2): 863–75 . doi : 10.1104/pp.110.154369 . PMC 2879780. PMID 20413648 .  
  • Senn ME, Rubio F, Bañuelos MA, Rodríguez-Navarro A (noviembre de 2001). "Características funcionales comparativas de los transportadores de potasio HvHAK1 y HvHAK2 de plantas" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (48): 44563–9 . doi : 10.1074/jbc.M108129200 . PMID 11562376 . 

A fecha de 2 de febrero de 2016, este artículo se deriva total o parcialmente de la Base de Datos de Clasificación de Transportadores . El titular de los derechos de autor ha licenciado el contenido de forma que permite su reutilización bajo las licencias CC BY-SA 3.0 y GFDL . Deben respetarse todos los términos pertinentes. El texto original se encontraba en "2.A.72 La familia de permeabilidad de captación de K+ (KUP)".