タンパク質トンネル：ウレアーゼアクセサリータンパク質の場合

遷移金属は両方とも不可欠な微量栄養素であり、環境の利用可能性が制限されています。これまで知られている最も効率的な酵素であるNi（II）依存性ウレアーゼタンパク質は、細胞が本質的でありながらも毒性のある金属イオンを処理するために使用する戦略を研究するためのパラダイムです。ウレアーゼは、土壌有機窒素受精の効率を低下させることに加えて、いくつかのヒト病原体の毒性因子です。Ni（II）ウレアーゼ活性部位への挿入は、URED、UREF、およびUREGの3つの必須アクセサリータンパク質の作用によって実行されます。ヒト病原体Pylori（hpuredFG）からのUred-uref-ureg複合体の結晶構造は、UrefとUredの両方の長さを横切るトンネルの存在を明らかにしました。ウレアーゼ。明示的な溶媒および生理学的イオン条件でHPUREDFG複合体で実行される原子分子ダイナミクスシミュレーションは、溶液中のこれらのタンパク質トンネルの安定性を示し、トンネル内の水分子の人身売買に関する洞察を提供します。Ni（II）イオン、水分子、および炭酸塩イオンの特定されたトンネルにおける異なる代替ルートの存在は、すべてここで強調されており、ウレアーゼ活性化メカニズムにおけるそれらの潜在的な役割について説明します。

Transition metals are both essential micronutrients and limited in environmental availability. The Ni(II)-dependent urease protein, the most efficient enzyme known to date, is a paradigm for studying the strategies that cells use to handle an essential, yet toxic, metal ion. Urease is a virulence factor of several human pathogens, in addition to decreasing the efficiency of soil organic nitrogen fertilization. Ni(II) insertion in the urease active site is performed through the action of three essential accessory proteins: UreD, UreF, and UreG. The crystal structure of the UreD-UreF-UreG complex from the human pathogen Helicobacter pylori (HpUreDFG) revealed the presence of tunnels that cross the entire length of both UreF and UreD, potentially able to deliver Ni(II) ions from UreG to apo-urease. Atomistic molecular dynamics simulations performed on the HpUreDFG complex in explicit solvent and at physiological ionic conditions demonstrate the stability of these protein tunnels in solution and provide insights on the trafficking of water molecules inside the tunnels. The presence of different alternative routes across the identified tunnels for Ni(II) ions, water molecules, and carbonate ions, all involved in urease activation, is highlighted here, and their potential role in the urease activation mechanism is discussed.