Structural dynamics of peptide-translocating ABC transporters
肽转位 ABC 转运蛋白的结构动力学
基本信息
- 批准号:10580376
- 负责人:
- 金额:$ 2.87万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-08-21 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:ATP HydrolysisATP-Binding Cassette TransportersAddressAnti-Bacterial AgentsArchitectureBindingBiochemical ProcessCaspaseCell membraneCessation of lifeClinicalCommunicable DiseasesDefense MechanismsElectron Spin Resonance SpectroscopyEnvironmentFamilyGoalsGram-Positive BacteriaHydrophobicityImmunityInvestigationLifeLipid BilayersLipidsMembraneMolecularMolecular ConformationMolecular TargetMovementOrganismPeptide HydrolasesPeptide Signal SequencesPeptide TransportPeptidesProcessProkaryotic CellsProtease DomainProtein Export PathwayProtein translocationProteinsResolutionResourcesSTEM researchSpecificityStructureSystemantimicrobialantimicrobial drugdesigndrug resistant pathogenhydrophilicityinsightmicrobialmolecular modelingprotein transportquorum sensing
项目摘要
Protein export across membranes is a critical process for life. In prokaryotes, multiple protein
transport systems were evolved to facilitate the transfer of amphipathic and hydrophilic proteins
of impressive sizes across lipid hydrophobic barriers. The simplest of these systems consist of
an ATP binding Cassette (ABC) transporter which harnesses the energy of ATP hydrolysis to
power the movement of cargo peptides or proteins across the cell membranes. In gram positive
bacteria, ABC transporters export antimicrobial or quorum sensing peptides which serve to
endow the organism with survival advantages under conditions of limited resources. The long
term goal of this application is to illuminate the conformational dynamics of peptidase-containing
ABC transporters (PCATs) which utilizes a built in cysteine protease domain to cleave the signal
sequence of the cargo peptide prior to export. The premise of our strategy is grounded in 1)
recent high resolution structures of PCATs that define their molecular architecture and set the
stage for detailed investigation of the mechanism by which these transporters enable protein
translocation and 2) the track record of the PI in the application of state of the art electron
paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy in conjunction with mutagenic analysis to active
transporters. The specific aims are designed to address unanswered questions in the field
including the structural basis of alternating access powered by ATP turnover, the determinants
of cargo protein specificity, and the structure and environment of the cargo protein as it
transitions through the transporter. Over the last decade, our approach integrated with
molecular modeling has been instrumental in revealing the structural dynamics of multidrug
ABC exporters and providing insight into the mechanistic diversity within this family. The
significance of the proposed research stems from a molecular target at the junction of
antibacterial peptide transport, bacterial immunity and represents a fundamental biochemical
process by which proteins are exported across lipid bilayers.
跨膜的蛋白质导出是生命的关键过程。在原核生物中,多种蛋白质
进化运输系统以促进两亲和亲水性蛋白的转移
跨脂质疏水屏障的令人印象深刻的尺寸。这些系统中最简单的系统包括
ATP结合盒(ABC)转运蛋白,将ATP水解的能量利用
驱动货物肽或蛋白质在细胞膜上的运动。在革兰氏正
细菌,ABC转运蛋白导出抗菌或法定人数感应肽,这些肽用于
在资源有限的条件下,赋予生物体具有生存优势。长
该应用的术语目标是阐明含肽酶的构象动力学
ABC转运蛋白(PCAT),利用内置的半胱氨酸蛋白酶结构域裂开信号
出口之前的货物肽序列。我们战略的前提是基于1)
PCAT的最近的高分辨率结构,这些结构定义其分子结构并设置
详细研究这些转运蛋白的机制的阶段
易位和2)PI在采用最新电子状态中的往绩记录
顺磁共振(EPR)光谱与诱变分析与活性
运输商。具体目的旨在解决现场未解决的问题
包括由ATP转换提供的交替访问的结构基础,决定因素
货物蛋白特异性以及货物蛋白的结构和环境
通过转运蛋白过渡。在过去的十年中,我们的方法与
分子建模在揭示多饮用的结构动力学方面具有重要作用
ABC出口商并提供有关该家族内机械多样性的见解。这
拟议的研究的重要性源于分子靶标在
抗菌肽转运,细菌免疫,代表基本生化
在脂质双层中导出蛋白质的过程。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
SPEACH_AF: Sampling protein ensembles and conformational heterogeneity with Alphafold2.
- DOI:10.1371/journal.pcbi.1010483
- 发表时间:2022-08
- 期刊:
- 影响因子:4.3
- 作者:
- 通讯作者:
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- DOI:10.1073/pnas.2206129119
- 发表时间:2022-08-23
- 期刊:
- 影响因子:11.1
- 作者:
- 通讯作者:
ATP-dependent interactions of a cargo protein with the transmembrane domain of a polypeptide processing and secretion ABC transporter.
货物蛋白与多肽加工和分泌 ABC 转运蛋白的跨膜结构域之间的 ATP 依赖性相互作用。
- DOI:10.1074/jbc.ra120.014934
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Rahman,Suhaila;Mchaourab,HassaneS
- 通讯作者:Mchaourab,HassaneS
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