Asymmetric drug binding in an ATP-loaded inward-facing state of an ABC transporter

ATP结合盒运输机 翻转酶 跨膜结构域 运输机 环核苷酸结合域 ATP水解 流出 生物物理学 电子传输链 结合位点 三磷酸腺苷 化学 生物化学 血浆蛋白结合 核苷酸 生物 ATP酶 基因 磷脂 磷脂酰丝氨酸
作者
Tarjani Thaker,Smriti Mishra,Wenchang Zhou,Michael J. Mohan,Qingyu Tang,José D. Faraldo‐Gómez,Hassane S. Mchaourab,Thomas Tomasiak
出处
期刊:Nature Chemical Biology [Nature Portfolio]
卷期号:18 (2): 226-235 被引量:20
标识
DOI:10.1038/s41589-021-00936-x
摘要

Substrate efflux by ATP-binding cassette (ABC) transporters, which play a major role in multidrug resistance, entails the ATP-powered interconversion between transporter intermediates. Despite recent progress in structure elucidation, a number of intermediates have yet to be visualized and mechanistically interpreted. Here, we combine cryogenic-electron microscopy (cryo-EM), double electron–electron resonance spectroscopy and molecular dynamics simulations to profile a previously unobserved intermediate of BmrCD, a heterodimeric multidrug ABC exporter from Bacillus subtilis. In our cryo-EM structure, ATP-bound BmrCD adopts an inward-facing architecture featuring two molecules of the substrate Hoechst-33342 in a striking asymmetric head-to-tail arrangement. Deletion of the extracellular domain capping the substrate-binding chamber or mutation of Hoechst-coordinating residues abrogates cooperative stimulation of ATP hydrolysis. Together, our findings support a mechanistic role for symmetry mismatch between the nucleotide binding and the transmembrane domains in the conformational cycle of ABC transporters and is of notable importance for rational design of molecules for targeted ABC transporter inhibition. Cryo-EM analysis with DEER spectroscopy and molecular dynamics simulations of the ABC exporter BmrCD reveal dual-mode substrate binding in an ATP- and substrate-bound state.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
sssssss应助高挑的小蕊采纳,获得10
1秒前
renpp822发布了新的文献求助20
1秒前
1秒前
Emily发布了新的文献求助10
3秒前
yaya发布了新的文献求助10
4秒前
wanci应助hyh采纳,获得10
4秒前
5秒前
rare发布了新的文献求助30
5秒前
6秒前
娃哈哈完成签到,获得积分20
6秒前
9秒前
娃哈哈发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
NexusExplorer应助dyy采纳,获得10
10秒前
daker发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
yaya完成签到,获得积分10
11秒前
zhangyidian应助梅良心采纳,获得10
11秒前
professor完成签到,获得积分10
12秒前
rare完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
21发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
从容芷容应助满意的怜晴采纳,获得10
15秒前
15秒前
粗心的chen发布了新的文献求助10
15秒前
星辰大海应助肥四采纳,获得10
15秒前
18秒前
士心发布了新的文献求助10
18秒前
Orange应助Emily采纳,获得10
19秒前
林钟望发布了新的文献求助10
20秒前
奋斗静蕾发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
25秒前
29秒前
29秒前
科目三应助奋斗静蕾采纳,获得10
29秒前
30秒前
邹葶完成签到,获得积分10
31秒前
keke完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ophthalmic Equipment Market 1500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
いちばんやさしい生化学 500
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
Unusual formation of 4-diazo-3-nitriminopyrazoles upon acid nitration of pyrazolo[3,4-d][1,2,3]triazoles 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3672470
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3228781
关于积分的说明 9781944
捐赠科研通 2939186
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1610704
邀请新用户注册赠送积分活动 760696
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 736174