大腸菌のグリセロールキナーゼは、グリセロールファシリテーターとの相互作用により活性化されます

グリセロール輸送は、大腸菌細胞質膜全体で促進された拡散の唯一の例として一般的に引用されています。グリセロールファシリテーターとグリセロールキナーゼの2つのタンパク質が、外部グリセロールの細胞代謝への侵入に関与しています。グリセロールファシリテーターは、キャリアとして作用するか、細胞質膜に選択的細孔を形成すると考えられていますが、キナーゼは細胞内のグリセロールをSn-グリセロール-3-リン酸として閉じ込めます。ファシリテーター - マイナス株におけるグリセロール摂取の速度論は、野生型におけるグリセロール摂取の速度論とは大きく異なることがわかりました。グリセロールを輸送する野生型細胞内では遊離グリセロールは観察されず、細胞質膜を介したグリセロールの拡散は、促進型 - ムニュス変異体におけるリン酸化の速度制限ステップではありませんでした。したがって、グリセロールリン酸化の速度論は、促進タンパク質の有無に応じて異なります。ミトコンドリアにおけるヘキソキナーゼおよびグリセロールキナーゼ - ポリン相互作用に類似したキナーゼ活性を刺激するグリセロール促進タンパク質とグリセロールキナーゼの間には相互作用があると結論付けます。

Glycerol transport is commonly cited as the only example of facilitated diffusion across the Escherichia coli cytoplasmic membrane. Two proteins, the glycerol facilitator and glycerol kinase, are involved in the entry of external glycerol into cellular metabolism. The glycerol facilitator is thought to act as a carrier or to form a selective pore in the cytoplasmic membrane, whereas the kinase traps the glycerol inside the cell as sn-glycerol-3-phosphate. We found that the kinetics of glycerol uptake in a facilitator-minus strain are significantly different from the kinetics of glycerol uptake in the wild type. Free glycerol was not observed inside wild-type cells transporting glycerol, and diffusion of glycerol across the cytoplasmic membrane was not the rate-limiting step for phosphorylation in facilitator-minus mutants. Therefore, the kinetics of glycerol phosphorylation are different, depending on the presence or absence of the facilitator protein. We conclude that there is an interaction between the glycerol facilitator protein and glycerol kinase that stimulates kinase activity, analogous to the hexokinase- and glycerol kinase-porin interactions in mitochondria.