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タイトルSpecific protonation of acidic residues confers K selectivity to the gastric proton pump.
ジャーナル・号・ページJ Biol Chem, Vol. 300, Issue 1, Page 105542, Year 2024
掲載日2023年12月10日
著者Hridya Valia Madapally / Kazuhiro Abe / Vikas Dubey / Himanshu Khandelia /
PubMed 要旨The gastric proton pump (H,K-ATPase) transports a proton into the stomach lumen for every K ion exchanged in the opposite direction. In the lumen-facing state of the pump (E2), the pump selectively ...The gastric proton pump (H,K-ATPase) transports a proton into the stomach lumen for every K ion exchanged in the opposite direction. In the lumen-facing state of the pump (E2), the pump selectively binds K despite the presence of a 10-fold higher concentration of Na. The molecular basis for the ion selectivity of the pump is unknown. Using molecular dynamics simulations, free energy calculations, and Na and K-dependent ATPase activity assays, we demonstrate that the K selectivity of the pump depends upon the simultaneous protonation of the acidic residues E343 and E795 in the ion-binding site. We also show that when E936 is protonated, the pump becomes Na sensitive. The protonation-mimetic mutant E936Q exhibits weak Na-activated ATPase activity. A 2.5-Å resolution cryo-EM structure of the E936Q mutant in the K-occluded E2-Pi form shows, however, no significant structural difference compared with wildtype except less-than-ideal coordination of K in the mutant. The selectivity toward a specific ion correlates with a more rigid and less fluctuating ion-binding site. Despite being exposed to a pH of 1, the fundamental principle driving the K ion selectivity of H,K-ATPase is similar to that of Na,K-ATPase: the ionization states of the acidic residues in the ion-binding sites determine ion selectivity. Unlike the Na,K-ATPase, however, protonation of an ion-binding glutamate residue (E936) confers Na sensitivity.
リンクJ Biol Chem / PubMed:38072058 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.51 Å
構造データ

37391

8wa5

EMDB-37391, PDB-8wa5:
Cryo-EM structure of the gastric proton pump Y799W/E936Q mutant in K+-occluded (K+)E2-AlF state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.51 Å

化合物

ChemComp-K:
Unknown entry / カリウムカチオン

ChemComp-ALF:
TETRAFLUOROALUMINATE ION / テトラフルオロアルミナ-ト

ChemComp-MG:
Unknown entry / マグネシウムジカチオン

ChemComp-CLR:
CHOLESTEROL / コレステロ-ル

ChemComp-PCW:
1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / O-(1-O,2-O-ジオレオイル-L-グリセロ-3-ホスホ)コリン / DOPC, リン脂質*YM

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • sus scrofa (ブタ)
キーワードMEMBRANE PROTEIN / P-type ATPase / gastric proton pump / primary transporter / transporter

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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