構造生物学：輸送ドメインの開放状態がアスパラギン酸輸送体の取り込み速度を決める

グルタミン酸輸送体は、シナプスで放出されたグルタミン酸を細胞外間隙から除去して神経伝達を終了させることで、繰り返しシグナル伝達が行えるようにしており、また、グルタミン酸が媒介する興奮毒性を防止している。古細菌の1種であるPyrococcus horikoshiiのグルタミン酸輸送体ホモログ（Glt_Ph）の結晶学的研究により、異なる複数の輸送ドメインが、中央の三量体化足場内で膜を横断することにより、基質を細胞質に移行させることが示されている。本論文では、単一分子蛍光共鳴エネルギー移動（smFRET）画像化法を用いて、再構築されたプロテオリポソームと生理的なイオン勾配において、これらの「エレベーター様」輸送ドメインの動きを直接観察した結果を報告する。ヒトのグルタミン酸輸送体の特性を与えるために導入された2個の変異を持つGlt_Phでは、輸送ドメイン動態が顕著に増加しており、これは基質の輸送速度の上昇に対応していることから、輸送ドメインの動きと基質の取り込みの間に直接の時間的関係があることの確証となる。結晶学的研究およびコンピューターによる解析から、「ヒト化」変異により輸送サイクルにおいて構造的に「開放された」中間状態が促進され、輸送ドメインと三量体の足場の間の界面での溶媒の占有が増加することが明らかになり、これらの知見が裏付けられた。

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