シデロフォアを介した鉄輸送: リポ多糖が結合した FhuA の結晶構造

大腸菌のフェリクローム鉄の受容体であるFHUAは、エネルギーを移動するタンパク質TONBとともに、グラマネガティブの外側膜を横切る鉄サイドフォアの活性輸送を媒介するものであり、それはエネルギーを移動するタンパク質トンブのメンバーです。細菌。FHUAの3次元構造は、2つの立体構造でここに示されています。それぞれ2.7と2.5の空性の解像度でフェリクローム鉄を伴う場合となし。FHUAは、22の逆平行ベータ鎖で構成されるベータバレルです。ポリンに見られる典型的な三量体の配置とは対照的に、fhuaはモノマーです。ベータバレル内に位置するのは、主に4本鎖ベータシートと4つの短いアルファヘリックスで構成される構造的に異なるドメイン「コルク」です。単一のリポ多糖分子は、タンパク質の膜包埋領域と非共有結合されています。フェリクローム鉄を結合すると、立体構造の変化はフアのペリプラズムポケットに導入され、受容体のリガンド荷重状態を示します。配列相同性と突然変異誘発データは、外膜を横切るTONB依存性シデロフォアを介した輸送の構造メカニズムを提案するために使用されます。

FhuA, the receptor for ferrichrome-iron in Escherichia coli, is a member of a family of integral outer membrane proteins, which, together with the energy-transducing protein TonB, mediate the active transport of ferric siderophores across the outer membrane of Gram-negative bacteria. The three-dimensional structure of FhuA is presented here in two conformations: with and without ferrichrome-iron at resolutions of 2.7 and 2.5 angstroms, respectively. FhuA is a beta barrel composed of 22 antiparallel beta strands. In contrast to the typical trimeric arrangement found in porins, FhuA is monomeric. Located within the beta barrel is a structurally distinct domain, the "cork," which mainly consists of a four-stranded beta sheet and four short alpha helices. A single lipopolysaccharide molecule is noncovalently associated with the membrane-embedded region of the protein. Upon binding of ferrichrome-iron, conformational changes are transduced to the periplasmic pocket of FhuA, signaling the ligand-loaded status of the receptor. Sequence homologies and mutagenesis data are used to propose a structural mechanism for TonB-dependent siderophore-mediated transport across the outer membrane.