真核生物の配偶者トランスポーターによる生体異物押出の構造的基礎

ムリチドラグおよび毒性化合物押出（MATE）ファミリートランスポーターは、細胞の恒常性を維持するために生体異物を輸出します。人間の配偶者のトランスポーターは、生体異物とカチオン性臨床薬の排泄を仲介しますが、一部の植物メイトトランスポーターはアルミニウム耐性と二次代謝産物輸送の原因です。ここでは、2.6Åの解像度で、シロイヌナズナのシロイヌナズナからの真核類の配偶者トランスポーターの結晶構造を報告します。この構造は、そのカルボキシ末端葉（C-lobe）によく保存された酸性残基を備えた広範な水素結合ネットワークが含まれていることを明らかにしており、その重要性は構造ベースの変異解析によって実証されています。構造的および機能的分析は、輸送メカニズムには、Cローブ内の保存された酸性残基のプロトン化による水素結合ネットワークの形成によって誘導される膜貫通ヘリックス7の構造変化を含むことを示唆しています。私たちの調査結果は、真核生物の配偶者トランスポーターの輸送メカニズムに関する洞察を提供します。これは、臨床薬物の薬物動態の改善に重要です。

Mulitidrug and toxic compound extrusion (MATE) family transporters export xenobiotics to maintain cellular homeostasis. The human MATE transporters mediate the excretion of xenobiotics and cationic clinical drugs, whereas some plant MATE transporters are responsible for aluminum tolerance and secondary metabolite transport. Here we report the crystal structure of the eukaryotic MATE transporter from Arabidopsis thaliana, at 2.6 Å resolution. The structure reveals that its carboxy-terminal lobe (C-lobe) contains an extensive hydrogen-bonding network with well-conserved acidic residues, and their importance is demonstrated by the structure-based mutational analysis. The structural and functional analyses suggest that the transport mechanism involves the structural change of transmembrane helix 7, induced by the formation of a hydrogen-bonding network upon the protonation of the conserved acidic residue in the C-lobe. Our findings provide insights into the transport mechanism of eukaryotic MATE transporters, which is important for the improvement of the pharmacokinetics of the clinical drugs.