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生化学:グルタミン酸輸送体の細菌ホモログの輸送機構

Nature 462, 7275 doi: 10.1038/nature08616

グルタミン酸輸送体は膜内在性タンパク質で、イオンによって作り出された既存の電気化学勾配のエネルギーを使って、神経伝達物質であるグルタミン酸のシナプス間隙からグリアや神経細胞の細胞質への、熱力学的にはアップヒル反応である取り込みを触媒する。この反応に重要なのは輸送体の外向きと内向きの状態間のコンホメーション変化であり、それぞれの状態で細胞外空間または細胞質から基質結合部位への接近が可能になる。今回我々は、超好熱古細菌Pyrococcus horikoshii由来のグルタミン酸輸送体ホモログGltPhのシステイン二重変異体について、結晶構造を報告する。この受容体は、システイン架橋により内向き状態が維持されている。以前に決定されたGltPhの外向き状態の結晶構造と合わせると、架橋された変異体の構造から、GltPhがナトリウムと連動した基質の取り込みを媒介する分子機構が考えられ、また哺乳類のグルタミン酸輸送体についても取り込み機構が類推される。

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