H-loop 组氨酸催化大肠杆菌 ABC 转运蛋白 HlyB 中的 ATP 水解
生物大分子
2017-09-13 v1
摘要
三磷酸腺苷（ATP）结合盒（ABC）转运蛋白构成了一类分子马达蛋白家族，它们将 ATP 水解与底物跨细胞膜转运相偶联。ABC 转运蛋白的每个核苷酸结合域都包含一个高度保守的 H-loop 组氨酸残基，其在马达功能中的确切机制作用一直难以阐明。通过结合量子力学与分子力学计算，我们证明了大肠杆菌 HlyB（一种细菌 ABC 转运蛋白）中保守的 H-loop 残基 H662 可首先作为广义酸，随后作为广义碱，以促进 ATP 水解中的质子转移。若无 H662 的协助，从裂解水到 ATP 的直接质子转移会导致能垒大幅升高。我们的研究结果表明，H-loop 残基 H662 的核心功能是提供一个“化学关键枢纽”，通过中继机制在反应物之间穿梭传递质子，从而催化 HlyB 中的 ATP 水解。
引用
@article{arxiv.1304.0052,
title = {H-loop Histidine Catalyzes ATP Hydrolysis in the E. coli ABC-Transporter HlyB},
author = {Yan Zhou and Pedro Ojeda-May and Jingzhi Pu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.0052},
year = {2017}
}