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Structure of Ycf1p reveals the transmembrane domain TMD0 and the regulatory region of ABCC transporters.
Bickers, Sarah C; Benlekbir, Samir; Rubinstein, John L; Kanelis, Voula.
Afiliação
  • Bickers SC; Department of Chemistry, University of Toronto, Toronto, ON M5S 3H6, Canada.
  • Benlekbir S; Department of Chemical and Physical Sciences, University of Toronto, Mississauga, ON L5L 1C6, Canada.
  • Rubinstein JL; Molecular Medicine Program, The Hospital for Sick Children, Toronto, ON M5G 0A4, Canada.
  • Kanelis V; Molecular Medicine Program, The Hospital for Sick Children, Toronto, ON M5G 0A4, Canada; john.rubinstein@utoronto.ca voula.kanelis@utoronto.ca.
Proc Natl Acad Sci U S A ; 118(21)2021 05 25.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-34021087
ABSTRACT
ATP binding cassette (ABC) proteins typically function in active transport of solutes across membranes. The ABC core structure is composed of two transmembrane domains (TMD1 and TMD2) and two cytosolic nucleotide binding domains (NBD1 and NBD2). Some members of the C-subfamily of ABC (ABCC) proteins, including human multidrug resistance proteins (MRPs), also possess an N-terminal transmembrane domain (TMD0) that contains five transmembrane α-helices and is connected to the ABC core by the L0 linker. While TMD0 was resolved in SUR1, the atypical ABCC protein that is part of the hetero-octameric ATP-sensitive K+ channel, little is known about the structure of TMD0 in monomeric ABC transporters. Here, we present the structure of yeast cadmium factor 1 protein (Ycf1p), a homolog of human MRP1, determined by electron cryo-microscopy (cryo-EM). A comparison of Ycf1p, SUR1, and a structure of MRP1 that showed TMD0 at low resolution demonstrates that TMD0 can adopt different orientations relative to the ABC core, including a ∼145° rotation between Ycf1p and SUR1. The cryo-EM map also reveals that segments of the regulatory (R) region, which links NBD1 to TMD2 and was poorly resolved in earlier ABCC structures, interacts with the L0 linker, NBD1, and TMD2. These interactions, combined with fluorescence quenching experiments of isolated NBD1 with and without the R region, suggest how posttranslational modifications of the R region modulate ABC protein activity. Mapping known mutations from MRP2 and MRP6 onto the Ycf1p structure explains how mutations involving TMD0 and the R region of these proteins lead to disease.
Assuntos
Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP/química; Proteínas Associadas à Resistência a Múltiplos Medicamentos/química; Processamento de Proteína Pós-Traducional; Proteínas de Saccharomyces cerevisiae/química; Saccharomyces cerevisiae/genética; Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP/genética; Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP/metabolismo; Sítios de Ligação; Membrana Celular/metabolismo; Clonagem Molecular; Microscopia Crioeletrônica; Escherichia coli/genética; Escherichia coli/metabolismo; Expressão Gênica; Vetores Genéticos/química; Vetores Genéticos/metabolismo; Humanos; Modelos Moleculares; Proteína 2 Associada à Farmacorresistência Múltipla/química; Proteína 2 Associada à Farmacorresistência Múltipla/genética; Proteína 2 Associada à Farmacorresistência Múltipla/metabolismo; Proteínas Associadas à Resistência a Múltiplos Medicamentos/genética; Proteínas Associadas à Resistência a Múltiplos Medicamentos/metabolismo; Fosforilação; Ligação Proteica; Conformação Proteica em alfa-Hélice; Conformação Proteica em Folha beta; Domínios e Motivos de Interação entre Proteínas; Proteínas Recombinantes/química; Proteínas Recombinantes/genética; Proteínas Recombinantes/metabolismo; Saccharomyces cerevisiae/metabolismo; Proteínas de Saccharomyces cerevisiae/genética; Proteínas de Saccharomyces cerevisiae/metabolismo; Homologia de Sequência de Aminoácidos; Receptores de Sulfonilureias/química; Receptores de Sulfonilureias/genética; Receptores de Sulfonilureias/metabolismo
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Saccharomyces cerevisiae / Processamento de Proteína Pós-Traducional / Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP / Proteínas Associadas à Resistência a Múltiplos Medicamentos / Proteínas de Saccharomyces cerevisiae Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Proc Natl Acad Sci U S A Ano de publicação: 2021 Tipo de documento: Article País de afiliação: Canadá

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Saccharomyces cerevisiae / Processamento de Proteína Pós-Traducional / Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP / Proteínas Associadas à Resistência a Múltiplos Medicamentos / Proteínas de Saccharomyces cerevisiae Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Proc Natl Acad Sci U S A Ano de publicação: 2021 Tipo de documento: Article País de afiliação: Canadá