抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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Majorファシリテータースーパーファミリー(MFS)は,二次活性膜輸送体の最大ファミリーであり,生命のすべてのドメインで見出される。MFS蛋白質は異なる立体配座状態を採用することが知られているが,相互変換速度に関する詳細は,それらの輸送機構を理解または標的化するために極めて重要である。ここでは,細菌における抗生物質耐性発生のためのモデル系として,プロトン/多剤アンチポーターLmrPを研究した。LmrPの立体配座サイクルは,特異的アミノ酸のネットワークのプロトン化により誘発されたが,これらの転移における輸送基質の役割はpulingであった。リアルタイムでLmrP構造を測定するために,直接交互ドナー/アクセプタ励起および多重パラメータ(強度,寿命,異方性)検出を有する共焦点顕微鏡を用いて,溶液ベース単一分子Forster共鳴エネルギー移動(smFRET)を行った。pHを8から5に下げると,全体的な立体配座転移が誘発され,界面活性剤可溶化がsmFRETを用いてLmrP輸送サイクルの研究を可能にした。新たに開発した線形3状態光子分布解析(PDA)モデルを用いて,アポ蛋白質はサイトゾル側で低速度(>10ms滞留時間)で2つの構造間で相互変換し,一方,細胞外側で3状態(<10ms滞留時間)間で動的に相互変換することを示した。Hoechst33342モデル基質を加えたとき,内部立体配座相互変換が,細胞外環境による効率的なプロトン交換と一貫して,全体的に外向きの立体配座の停止と共役して,大いに加速された。ロキシスロマイシン基質結合は停止しなかったが,立体配座相互変換を一対状態から他へシフトさせた。基質依存性構造不均一性は,MFS輸送体が種々の基質を効率的に輸送する一般的な機構を示し,MDR輸送体を標的化するとき,複合構造/動力学に基づく薬物設計を補助する。BRIEF SUMMARYは,単一分子Forster共鳴エネルギー移動(smFRET)を用いて多剤排出ポンプのモデルであるLmrPの立体配座サイクルを研究した。位置の異なるセット間のFRETシグナルの変化に従い,基質結合が内向き開放状態と外向き開放状態の間の構造的変換をどのように調節するかを調べた。逐次相互変換動力学を記述するための新しく開発された確率的解析を用いて,アポ蛋白質はサイトゾルと細胞外側で定義された状態間でゆっくりと相互変換することを示した。モデル基質Hoechst33342の結合は,細胞内側での立体配座相互変換の増加をもたらし,一方,細胞外側は転換の劇的な減少を示し,両側間の速度論的脱共役を示した。注目すべきことに,ロキシスロマイシンの結合は,細胞内側での相互変換の増加も,細胞外転換を遅くしなかった。これは,多剤ポンプが基質の構造的に多様な収集の輸送を可能にするよりも基質依存性輸送機構を進化させることを示している。【JST・京大機械翻訳】
