プロトンの電気化学勾配は、レイシーのシムポートサイクルに運動の非対称性を誘導します

レイシーは、ガラクトシドとH+輸送を結合することにより、濃度勾配に対するガラクトシドの蓄積を触媒します（すなわち、共同体）。膜の両側への糖およびH+結合部位の交互アクセスは、砂糖の結合と解離によって駆動されますが、電気化学的H+勾配（[式：テキストを参照]）は、50〜100流入のためにkmを減少させることにより速度論的に機能します。-KDの変化なしに、砂糖に対するプロトン化レイシーの親和性は、特にカップリングでかけがえのない役割を果たす残基であるGlu325のPKAに起因する、〜10.5の見かけのPK（PKAPP）を持っています。この研究では、膜電位の非存在下または存在下で乳糖/H+流出の速度をpH 5.0から9.0で測定しました（Δψ、内部陽性）。 - 側面膜小胞。調査結果は、[式：テキストを参照]は、次の観察に基づいて輸送サイクルに非対称性を誘導することが明らかになりました。1）WT Lacyの排出速度は、課されたΔψの影響を受けない〜7.2のPKAPPを示しています。2）Δψは、すべてのテストされたpH値で排出速度を増加させますが、強化は流入で観察されるよりもほぼ2桁少ないです。3）変異体Glu325 -ALAはΔψの非存在下または存在下ではほとんどまたはまったく排出を行いません。周囲pHは効果がありません。4）排出に対するkmに対するΔψ（内部陽性）の効果は、Δψ（内部陰性）によって駆動される流入のkmの50〜100倍の減少と比較してほぼ取るに足らない。

LacY catalyzes accumulation of galactosides against a concentration gradient by coupling galactoside and H+ transport (i.e., symport). While alternating access of sugar- and H+-binding sites to either side of the membrane is driven by binding and dissociation of sugar, the electrochemical H+ gradient ([Formula: see text]) functions kinetically by decreasing the Km for influx 50- to 100-fold with no change in Kd The affinity of protonated LacY for sugar has an apparent pK (pKapp) of ∼10.5, due specifically to the pKa of Glu325, a residue that plays an irreplaceable role in coupling. In this study, rates of lactose/H+ efflux were measured from pH 5.0 to 9.0 in the absence or presence of a membrane potential (ΔΨ, interior positive), and the effect of the imposed ΔΨ on the kinetics of efflux was also studied in right-side-out membrane vesicles. The findings reveal that [Formula: see text] induces an asymmetry in the transport cycle based on the following observations: 1) the efflux rate of WT LacY exhibits a pKapp of ∼7.2 that is unaffected by the imposed ΔΨ; 2) ΔΨ increases the rate of efflux at all tested pH values, but enhancement is almost 2 orders of magnitude less than observed for influx; 3) mutant Glu325 - Ala does little or no efflux in the absence or presence of ΔΨ, and ambient pH has no effect; and 4) the effect of ΔΨ (interior positive) on the Km for efflux is almost insignificant relative to the 50- to 100-fold decrease in the Km for influx driven by ΔΨ (interior negative).