Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Транспортеры магния - это белки, которые переносят магний через клеточную мембрану . Все формы жизни нуждаются в магнии , но молекулярные механизмы поглощения Mg 2+ из окружающей среды и распределения этого жизненно важного элемента в организме выясняются очень медленно.

Функция АТФазы MgtA сильно зависит от кардиолипина и, как было показано, обнаруживает свободный магний в диапазоне мкМ [1]

У бактерий Mg 2+ , вероятно, в основном поставляется белком CorA [2], а там, где белок CorA отсутствует, - белком MgtE . [3] [4] В дрожжах начальное поглощение происходит через белки Alr1p и Alr2p, [5] но на этой стадии идентифицирован единственный внутренний белок, распределяющий Mg 2+, - это Mrs2p. [6] Среди простейших был идентифицирован только один транспортер Mg 2+ (XntAp). [7] У метазоа были идентифицированы гомологи Mrs2p [8] и MgtE [9] , а также две новые транспортные системы Mg 2+ TRPM6 / TRPM7 [10][11] и PCLN-1. [12] Наконец, у растений было идентифицировано семейство гомологов Mrs2p [13] [14] вместе с другим новым белком, AtMHX. [15]

Эволюция [ править ]

Эволюция транспорта Mg 2+ оказалась довольно сложной. Белки, по-видимому, на основе MgtE присутствуют в бактериях и многоклеточных животных, но отсутствуют в грибах и растениях, тогда как белки, очевидно связанные с CorA, присутствуют во всех этих группах. Два активных транспортных транспортера, присутствующие в бактериях, MgtA и MgtB, по-видимому, не имеют гомологии у высших организмов. Существуют также транспортные системы Mg 2+ , которые встречаются только у высших организмов.

Типы [ править ]

Еще предстоит идентифицировать большое количество белков, транспортирующих Mg 2+ . Даже у наиболее изученных эукариот, дрожжей, Borrelly [16] сообщил об обменнике Mg 2+ / H + без ассоциированного белка, который, вероятно, локализован в Golgi. По крайней мере, еще один главный транспортер Mg 2+ в дрожжах все еще не учтен, тот, который влияет на транспорт Mg 2+ в дрожжевую вакуоль и из нее. Кажется, что у высших многоклеточных организмов многие белки, транспортирующие Mg 2+, ждут открытия.

Транспортеры Mg 2+, содержащие CorA-домен (CorA, Alr-подобные и Mrs2-подобные), имеют сходный, но не идентичный набор сродства к двухвалентным катионам. Фактически, это наблюдение можно распространить на все идентифицированные транспортеры Mg 2+ . Это сходство предполагает, что основные свойства Mg 2+ сильно влияют на возможные механизмы распознавания и транспорта. Однако это наблюдение также предполагает, что использование ионов других металлов в качестве индикаторов для поглощения Mg 2+ не обязательно приведет к результатам, сравнимым со способностью переносчика транспортировать Mg 2+ . В идеале Mg 2+ следует измерять напрямую. [17]

Поскольку 28 Mg 2+ практически невозможно получить, большую часть старых данных придется переосмыслить с помощью новых инструментов для измерения переноса Mg 2+ , если необходимо напрямую сравнивать разные переносчики. Новаторская работа Колисека [18] и Фрошауэра [19] с использованием маг-фуры 2 показала, что свободный Mg 2+ может быть надежно измерен in vivo в некоторых системах. Вернувшись к анализу CorA с помощью этого нового инструмента, мы получили важную основу для анализа нового Mg 2+.транспортные системы по мере их открытия. Однако важно, чтобы количество переносчика, присутствующего в мембране, было точно определено, если необходимо провести сравнение транспортной способности. Эта бактериальная система может также оказаться полезной для анализа эукариотических транспортных белков Mg 2+ , но различия в биологических системах прокариот и эукариот необходимо будет учитывать в любом эксперименте.

Функция [ править ]

Сравнение функций охарактеризованных транспортных белков Mg 2+ в настоящее время практически невозможно, даже несмотря на то, что белки были исследованы в различных биологических системах с использованием разных методологий и технологий. Создание системы, в которой все белки можно будет сравнивать напрямую, станет большим достижением. Если можно было бы показать, что белки функциональны у бактерий ( S. typhimurium ), тогда комбинация методов маг-фуры 2, количественного определения белка в оболочке мембраны и структуры белков (рентгеновский кристалл или криогенный анализ) TEM) может позволить определить основные механизмы, участвующие в распознавании и транспортировке Mg 2+.ион. Однако, возможно, лучшим достижением будет разработка методов, позволяющих измерять функцию белка в системе патч-зажим с использованием искусственных мембран.

Бактерии [ править ]

Ранние исследования [ править ]

В 1968 году Ласк [20] описал ограничение роста бактерий ( Escherichia coli ) на средах с низким содержанием Mg 2+ , предположив, что бактериям требуется Mg 2+ и, вероятно, они будут активно брать этот ион из окружающей среды. В следующем году та же группа [21] и другая группа, Silver, [22] независимо описали поглощение и отток Mg 2+ в метаболически активных клетках E. coli с использованием 28 Mg 2+ . К концу 1971 года были опубликованы две статьи, описывающие влияние Co 2+ , Ni 2+ и Mn 2+ на перенос Mg2+ у E. coli [23], а также у Aerobacter aerogenes и Bacillus megaterium. [24] В ходе последней крупной разработки перед клонированием генов, кодирующих транспортеры, было обнаружено, что существует вторая система захвата Mg 2+, которая показала сходное сродство и кинетику переноса с первой системой, но имела другой диапазон чувствительности. мешающим катионам. Эта система также подавлялась высокими внеклеточными концентрациями Mg 2+ . [25] [26]

CorA [ править ]

Основная статья: Транспортер металлических ионов CorA

Ген CorA и соответствующий ему белок являются наиболее изученной транспортной системой Mg 2+ в любом организме. Большая часть опубликованной литературы о гене CorA принадлежит лаборатории М.Э. Магуайра. Недавно группа RJ Schweyen оказала значительное влияние на понимание транспорта Mg 2+ с помощью CorA. Первоначально ген был назван в честь фенотипа устойчивости к кобальту у E. coli, который был вызван инактивацией гена. [25]

Ген был генетически идентифицирован у E. coli Park et al. , [26] но не был клонирован до Hmiel et al. [2] выделили гомолог серовара Typhimurium ( S. typhimurium ) Salmonella enterica . Позже Смит и Магуайр [27] показали, что ген CorA присутствует у 17 грамотрицательных бактерий. Благодаря большому количеству полных геномных последовательностей, доступных в настоящее время для прокариот, было показано, что CorA практически повсеместен среди эубактерий, а также широко распространен среди архей. [28] Локус CorA в E. coliсодержит единственную открытую рамку считывания из 948 нуклеотидов, производящую белок из 316 аминокислот. Этот белок хорошо сохраняется среди эубактерий и архей. Между E.coli , и S. Typhimurium , белки 98% идентичны, но в более отдаленно родственных видов, сходство падает между 15 и 20%. [28] В более отдаленных генах сходство часто ограничивается С-концевой частью белка, и короткий аминокислотный мотив GMN в этой области очень консервативен. Домен CorA, также известный как PF01544 в базе данных консервативных белковых доменов pFAM ( http://webarchive.loc.gov/all/20110506030957/http%3A//pfam.sanger.ac.uk/), дополнительно присутствует в широком диапазоне высших организмов, и эти переносчики будут рассмотрены ниже.

Ген CorA конститутивно экспрессируется в S. typhimurium в широком диапазоне внешних концентраций Mg 2+ . [29] Однако недавние данные свидетельствуют о том, что активность белка может регулироваться двухкомпонентной регуляторной системой PhoPQ . [30] Этот датчик реагирует на низкие внешние концентрации Mg 2+ во время процесса заражения S. typhimurium у людей. [31] Сообщалось, что в условиях низкого внешнего Mg 2+ система PhoPQ подавляет функцию CorA, и ранее было показано, что транскрипция альтернативного Mg 2+транспортеры MgtA и MgtB активируются в этих условиях. [29] Чамнонгпол и Гройсман предполагают, что это позволяет бактериям избежать токсичности ионов металлов, вызванной переносом других ионов, особенно Fe (II), с помощью CorA в отсутствие Mg 2+ . [30] Папп и Магуайр предлагают противоречивый отчет об источнике токсичности. [32]

Первоначально опубликованная топология TM белка CorA

На рисунке (не в масштабе) показана первоначально опубликованная топология трансмембранного (TM) домена белка CorA S. typhimurium , который, как утверждается, имеет три мембранных области в С-концевой части белка (показаны синим цветом), как определено Smith et al. . [33] Доказательства того, что CorA действует как гомотетрамер, были опубликованы Warren et al. в 2004 г. [34] В декабре 2005 г. кристаллическая структура канала CorA была размещена в базе данных структуры белков RSCB. Результаты показали, что белок имеет два ТМ домена и существует как гомопентамер, что прямо противоречит предыдущим сообщениям. Перейдите по этой ссылке, чтобы увидеть структуру в 3D.. Растворимые внутриклеточные части белка сильно заряжены и содержат 31 положительно заряженных и 53 отрицательно заряженных остатка. Напротив, TM-домены содержат только одну заряженную аминокислоту, которая, как было показано, не важна для активности переносчика. [35] Из экспериментов по мутагенезу выясняется, что химия транспорта Mg 2+ зависит от гидроксильных групп, выстилающих внутреннюю часть транспортной поры; Также существует абсолютное требование к мотиву GMN (показано красным). [35] [36]

Прежде чем активность CorA могла быть изучена in vivo , любые другие транспортные системы Mg 2+ в бактериальном хозяине должны быть идентифицированы и инактивированы или удалены (см. Ниже). Был сконструирован штамм S. typhimurium, содержащий функциональный ген CorA, но лишенный MgtA и MgtB [37] (также см. Ниже), и была проанализирована кинетика захвата переносчиком. [38] Этот штамм показал почти нормальную скорость роста на стандартной среде (50 мкМ Mg 2+ ), но удаление всех трех генов привело к созданию бактериального штамма, которому для нормального роста требовалось 100 мМ внешнего Mg 2+ . [37]

Mg 2+ транспортируется в клетки, содержащие только транспортную систему CorA с кинетикой и чувствительностью к катионам, подобной поглощению Mg 2+, описанному в более ранних статьях, и дополнительно количественно определено [38] (см. Таблицу). Было замечено, что поглощение Mg 2+ выходит на плато, как и в более ранних исследованиях, и хотя фактический механизм снижения транспорта не был определен, поэтому было сделано предположение, что белок инактивирован. [19] Co 2+ и Ni 2+ токсичны для клеток S. typhimurium, содержащих функциональный белок CorA, и эта токсичность связана с блокированием Mg 2+.захват (конкурентное ингибирование) и накопление этих ионов внутри клетки. [2] Co 2+ и Ni 2+ , как было показано с помощью анализа радиоактивных индикаторов, переносятся CorA, [2] [39] хотя и с меньшими сродством (км) и скоростью (Vmax), чем для Mg 2+ (см. Таблицу ). Значения km для Co 2+ и Ni 2+ значительно превышают ожидаемые для клеток в их нормальной окружающей среде, поэтому маловероятно, что транспортная система CorA опосредует поглощение этих ионов в естественных условиях. [2] На сегодняшний день доказательства транспорта Mn 2+ с помощью CorA ограничены E. coli.. [26]

Мг 2+Co 2+Ni 2+
км (мкМ)1530240
Vmax (пмоль / мин / 10 8 клеток)250500360
Ki (мкМ) - Mg--10
Ki (мкМ) - Co50-20
Ki (мкМ) - Mn30--
Ki (мкМ) - Ni300-300

В таблице приведена кинетика переноса транспортной системы CorA Mg 2+ . Эта таблица составлена ​​на основе публикаций Snavely et al. (1989b), [38] Гибсон и др. (1991) [39] и Smith et al. (1998a) [35] и суммирует кинетические данные для транспортного белка CorA, экспрессируемого с промотора дикого типа в бактериях, лишенных MgtA и MgtB. km и Vmax были определены при 20 ° C, поскольку поглощение Mg 2+ при 37 ° C было слишком быстрым для точного измерения.

Недавно Mg 2+ -зависимая флуоресценция маг-фуры 2 была использована для измерения содержания свободного Mg 2+ в клетках S. typhimurium в ответ на внешний Mg 2+ , что показало, что CorA является основной системой поглощения Mg 2+ в бактерии. [19] Авторы также впервые показали, что изменения электрического потенциала (ΔΨ) через плазматическую мембрану клетки влияют как на скорость поглощения Mg 2+, так и на содержание свободного Mg 2+ в клетке; деполяризация подавляла транспорт, в то время как гиперполяризация увеличивала транспорт. Кинетику переноса определяли только по скорости изменения свободного Mg 2+.внутри клеток (250 мкМ с -1 ). Поскольку количественная оценка количества белка CorA в мембране не проводилась, это значение нельзя сравнивать с другими экспериментами с переносчиками Mg 2+ . [18]

Отток Mg 2+ из бактериальных клеток был впервые обнаружен Lusk и Kennedy (1969) [21] и опосредован транспортной системой CorA Mg 2+ в присутствии высоких внеклеточных концентраций Mg 2+ . [38] Отток также может быть вызван Co 2+ , Mn 2+ и Ni 2+ , хотя и не в такой степени, как Mg 2+ . [23] Никакого оттока Co 2+ через транспортную систему CorA не наблюдалось. Процесс оттока Mg 2+ дополнительно требует одного из генов CorB, CorC или CorD. [39]Мутация одного из этих генов приводит к устойчивости к Co 2+, которая составляет немногим менее половины той, которая обеспечивается мутантом CorA. Этот эффект может быть связан с ингибированием потери Mg 2+ , которая в противном случае происходила бы в присутствии высоких уровней Co 2+ . В настоящее время неизвестно, является ли Mg 2+ более токсичным при удалении генов CorBCD.

Было высказано предположение, что ион Mg 2+ первоначально будет взаимодействовать с любым транспортным белком через его гидратную оболочку. [40] Гексааммин кобальта (III), Co (III) Hex, является ковалентно связанным (нелабильным) аналогом первой оболочки гидратации для нескольких двухвалентных катионов, включая Mg 2+ . Радиус молекулы Co (III) Hex составляет 244 пм, что очень похоже на радиус 250 пм первой гидратной оболочки Mg 2+ . Этот аналог является мощным ингибитором транспортной системы CorA в большей степени, чем Mg 2+ , Co 2+ или Ni 2+ . [41]Дополнительная сила ингибирования Co (III) Hex может происходить из-за блокирования транспортной поры из-за неспособности белка «дегидратировать» субстрат. Было также показано, что Co (III) Hex не переносится в клетки, [41] предполагая, что по крайней мере частичное обезвоживание потребуется для транспорта нормального субстрата (Mg 2+ ). Гексааммин никеля (II) с радиусом 255 мкм не ингибировал транспортную систему CorA, что позволяет предположить, что существует предел максимального размера для связывания иона субстрата CorA. [41] Эти результаты предполагают, что важное свойство, участвующее в распознавании Mg 2+по CorA - это размер иона с его первой гидратной оболочкой. Следовательно, обычно указываемое изменение объема от чистого до гидратированного иона Mg 2+ более чем в 500 раз, включая вторую сферу гидратации, может не иметь биологического значения и может быть причиной изменения объема первой сферы на 56%. сложите, чтобы использовать его чаще.

MgtA и MgtB [ править ]

Присутствие этих двух генов было впервые заподозрено, когда Нельсон и Кеннеди (1972) [25] показали, что в E. coli существуют Mg 2+ -репрессивные и не репрессивные системы захвата Mg 2+ . Нерепрессируемое поглощение Mg 2+ опосредуется белком CorA. В конечном итоге было показано, что у S. typhimurium репрессируемое поглощение Mg 2+ осуществляется через белки MgtA и MgtB. [37]

И MgtA, и MgtB регулируются системой PhoPQ и активно транскрибируются в процессе инфицирования людей S. typhimurium . [31] [42] [43] Хотя ни один ген не требуется для патогенности, белок MgtB действительно увеличивает долгосрочную выживаемость патогена в клетке. [44] Гены также активируются in vitro, когда концентрация Mg 2+ падает ниже 50 мкМ (Snavely et al. , 1991a). Хотя белки имеют значения km, близкие к CorA, и скорость транспорта примерно в 10 раз меньше, гены могут быть частью Mg 2+.система очистки. Chamnongpol and Groisman (2002) представляют доказательства того, что роль этих белков может заключаться в компенсации инактивации белка CorA регулятором PhoPQ. [30] Авторы предполагают, что белок CorA инактивирован, чтобы избежать токсичности металлов через белок в среде с низким содержанием Mg 2+, которой клетки S. typhimurium подвергаются после заражения.

Обе эти белки являются АТФазами P-типа [38] [45], и ни один ген не обнаруживает никакого сходства с CorA. Белки MgtA и MgtB на 75% похожи (на 50% идентичны), хотя кажется, что MgtB мог быть приобретен путем горизонтального переноса генов как часть Salmonella Pathogenicity Island 3. [45] [46] Топология TM белка MgtB имеет был экспериментально определен, показывая, что белок имеет десять спиралей, охватывающих TM, с концами белка в цитоплазме (см. рисунок). MgtA присутствует в разнообразных бактериях, но не так часто, как CorA, в то время как MgtB, по-видимому, имеет довольно ограниченное распространение. [47] Никаких гипотез о необычном распределении предложено не было.

Топология TM белка MgtB

Рисунок, адаптированный из Smith et al. (1993b), [48] показывает экспериментально определенную топологию мембраны белка MgtB у S. typhimurium . Домены ТМ показаны светло-синим цветом, и указана ориентация в мембране и положения N- и C-концов. Фигурка выполнена не в масштабе.

Хотя белки MgtA и MgtB очень похожи, они действительно демонстрируют незначительные различия в активности. MgtB очень чувствителен к температуре, теряя всякую активность (в отношении транспорта Mg 2+ ) при температуре 20 ° C. [38] Кроме того, MgtB и MgtA ингибируются различными диапазонами катионов (Таблица A10.1 [38] ).

В таблице приведены характеристики транспорта катионов белков MgtA и MgtB в S. typhimurium, а также кинетические данные для белков транспорта MgtA и MgtB при 37 ° C. [38] В скобках указаны значения Vmax для поглощения при 20 ° C. Ингибирование транспорта Mg 2+ с помощью Mn 2+ через MgtA показало необычную кинетику (см. Рисунок 1 Snavely et al. , 1989b [38] ).

Мг 2+Co 2+
км (мкМ)Vmax (пмоль / мин / 10 8 клеток)Ki (мкМ)
Co 2+Mn 2+Ni 2+
MgtA29115 (24)40Икс30
MgtB675 (<2)84013

Белки MgtA и MgtB представляют собой АТФазы, использующие одну молекулу АТФ на цикл транспорта, тогда как захват Mg 2+ через CorA просто электрохимически выгоден. Chamnongpol и Groisman (2002) предположили, что белки MgtA и MgtB являются частью системы предотвращения токсичности металлов. [30] В качестве альтернативы, поскольку большинство АТФаз P-типа функционируют как переносчики, опосредующие отток, было высказано предположение, что белки MgtA и MgtB действуют как белки оттока для в настоящее время неидентифицированного катиона, а транспорт Mg 2+ либо неспецифичен, либо обменивается на поддерживать электронейтральность транспортного процесса. [49] Для определения физиологической функции этих белков потребуются дальнейшие эксперименты.

MgtE [ править ]

Основная статья: Транспортер магния E
MgtE
Кристаллическая структура транспортера магния MgtE. PDB 2zy9 [50]
Идентификаторы
СимволMgtE
PfamPF01769
ИнтерПроIPR006667
TCDB1.A.26
Белок OPM2yvx
Доступные белковые структуры:
Pfam  структуры / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumкраткое изложение структуры

В двух статьях описан MgtE, четвертый белок, поглощающий Mg 2+, у бактерий, не связанных с MgtA / B или CorA. [3] [4] Этот ген был секвенирован, и белок размером 312 аминокислот, по прогнозам, будет содержать четыре или пять перекрывающих ТМ доменов, которые близко расположены в С-концевой части белка (см. Рисунок). Эта область белка была идентифицирована в Pfamбаза данных как консервативный домен белка (PF01769) и виды, содержащие белки, которые имеют этот домен белка, примерно одинаково распределены среди Eubacteria и Archaea, хотя это довольно редко по сравнению с распространением CorA. Однако разнообразие белков, содержащих домен, значительно больше, чем у домена CorA. В базе данных Pfam перечислены семь отдельных групп белков, содержащих домен MgtE, шесть из которых содержат архаичный или эубактериальный член. Экспрессия MgtE часто контролируется консервативной структурой РНК, лидером YkoK или M-боксом. [51]

Прогнозируемая топология TM белка MgtE

Рисунок (справа), адаптированный из Smith et al. (1995) [4] и запись в базе данных PFAM, показывает предсказанную компьютером топологию мембраны белка MgtE в Bacillus firmus OF4. Домены TM показаны голубым цветом. В области CBS , названные в честь белка они были определены в, цистатионин-бета - синтазы , показаны оранжевым цветом, определены в базе данных Pfam как регуляторных областей, но механизм действия еще не были описаны. Они обнаружены в нескольких хлоридных каналах, управляемых напряжением. [52]Указаны ориентация в мембране и положения N- и C-концов. Эта фигура не в масштабе. Структура этого транспортера недавно была решена с помощью рентгеновской кристаллографии. [53]

Ген MgtE был впервые идентифицирован Smith et al. (1995) во время скрининга CorA-подобных белков в бактериях и дополняет штамм MM281 S. typhimurium с дефицитом поглощения Mg 2+ (corA mgtA mgtB), восстанавливая рост дикого типа на стандартных средах. [4] Кинетика транспорта Mg 2+ для белка не была определена, так как 28 Mg 2+ был недоступен. В качестве замены было измерено поглощение 57 Co 2+, и было показано, что км составляет 82 мкМ, а Vmax составляет 354 пмоль мин -1 · 10 8 клеток -1 . Мг 2+был конкурентный ингибитор с Ki 50 мкМ-Кий из Mg 2+ ингибировании 60 Co 2+ поглощение через Cora составляет 10 мкМ. [2] Сравнение доступных кинетических данных для MgtA и CorA показано в таблице. Очевидно, что MgtE не переносит Co 2+ в той же степени, что и CorA, и ингибирование транспорта с помощью Mg 2+ также менее эффективно, что предполагает, что сродство MgtE к Mg 2+ ниже, чем сродство CorA. Самым сильным ингибитором поглощения Co 2+ был Zn 2+ с Ki 20 ​​мкМ. [4] Транспорт Zn 2+ этим белком может быть таким же важным, как и транспорт Mg.2+ .

Мг 2+Co 2+
км (мкМ)Vmax (пмоль / мин / 10 8 клеток)км (мкМ)Vmax (пмоль / мин / 10 8 клеток)Ki (Mg 2+ ) (мкМ)
MgtE--82 [4] (при 37 ° C)354 [4] (при 37 ° С)50 [4] (при 37 ° C)
CorA15 [38] (при 20 ° C)250 [38] (при 20 ° C)30 [2] (при 22 ° C)500 [2] (при 22 ° C)10 [2] (при 22 ° C)

В таблице показано сравнение кинетики переноса MgtE и CorA, а также перечислены ключевые значения кинетических параметров для них. Как показано, данные были получены при различных температурах инкубации. km и Ki существенно не изменяются из-за разницы в температуре инкубации. Напротив, Vmax показывает сильную положительную корреляцию с температурой, следовательно, значение Co 2+ Vmax для MgtE напрямую не сопоставимо со значениями для CorA.

Дрожжи [ править ]

Ранние исследования [ править ]

Самое раннее исследование, показывающее, что дрожжи поглощают Mg 2+, было проведено Schmidt et al. (1949). Однако эти авторы показали только измененное содержание Mg 2+ в дрожжах в таблице в документе, и выводы отчета полностью касались метаболизма фосфата. Серия экспериментов Ротштейна [54] [55] сместила акцент в сторону поглощения катионов металлов, показывая, что дрожжи поглощают катионы со следующей серией аффинности; Mg 2+ , Co 2+ , Zn 2+ > Mn 2+ > Ni 2+ > Ca 2+ > Sr 2+. Кроме того, было высказано предположение, что транспорт различных катионов опосредуется одной и той же транспортной системой [55] [56] [57] [58] - ситуация очень похожа на ситуацию с бактериями.

В 1998 году МакДиармид и Гарднер наконец идентифицировали белки, ответственные за наблюдаемый фенотип транспорта катионов у Saccharomyces cerevisiae . [5] Гены, участвующие в этой системе, и вторая митохондриальная транспортная система Mg 2+ , функционально идентифицированная в значительной степени после клонирования гена, описаны в разделах ниже.

ALR1 и ALR2 [ править ]

Два гена, ALR1 и ALR2, были выделены при скрининге на устойчивость (устойчивость) к Al 3+ у дрожжей. [5] Конструкции со сверхэкспрессией, содержащие геномную ДНК дрожжей, вводили в дрожжи дикого типа, и трансформанты проверяли на рост токсичных уровней Al 3+ . Плазмиды, содержащие ALR1 и ALR2, обеспечивали рост дрожжей в этих условиях.

Белки Alr1p и Alr2p состоят из 859 и 858 аминокислот соответственно и на 70% идентичны. В области на С-конце половина этих белков слабо похожа на полный белок CorA. Компьютерная топология TM Alr1p показана на рисунке. Присутствие третьего домена TM было предложено MacDiarmid и Gardner (1998), [5] на основании гомологии последовательностей, а совсем недавно Lee и Gardner (2006), [59] на основе исследований мутагенеза, в результате чего Топология TM этих белков больше похожа на CorA (см. Рисунок). Кроме того, Alr1p содержит консервативный мотив GMN на внешнем конце TM 2 (TM 2 '), и мутация метионина (M) в этом мотиве в лейцин (L) привела к потере транспортной способности. [59]

На рисунке показаны две возможные топологии TM Alr1p. Часть A рисунка показывает предсказанную компьютером топологию мембраны белка Alr1p у дрожжей, а часть B показывает топологию Alr1p на основе экспериментальных результатов Lee and Gardner (2006). [59] Местоположение мотива GMN указано красным, а домены TM - голубым. Указаны ориентация в мембране и положения N- и C-концов, различные размеры растворимых доменов указаны в аминокислотах (AA), а TM-домены пронумерованы по их сходству с CorA. Если какой-либо домен TM отсутствует, оставшиеся домены нумеруются штрихами. Фигурка выполнена не в масштабе. Третий ALR-подобный ген присутствует в S. cerevisiae, и в обоих есть два гомологичных гена.Schizosaccharomyces pombe и Neurospora crassa . Эти белки содержат мотив GMN, подобный мотиву CorA, за исключением второго гена N. crassa . Никаких ALR-подобных генов не было идентифицировано у видов, не относящихся к грибам.

Исследования мембранного фракционирования и слияния зеленого флуоресцентного белка (GFP) установили, что Alr1p локализован на плазматической мембране. [60] [61] Локализация Alr1p интернализовалась и разрушалась в вакуоли в ответ на внеклеточные катионы. Mg 2+ при очень низких внеклеточных концентрациях (100 мкМ; <10% содержания Mg 2+ в стандартной среде ) и Co 2+ и Mn 2+ при относительно высоких концентрациях (> 20 × стандартные среды) вызвали изменение Локализация белка Alr1p, и эффект зависел от функционального убиквитинирования, эндоцитоза и деградации вакуолей. [60] Этот механизм был предложен для регуляции Mg 2+.поглощение дрожжами. Однако недавний отчет [61] указывает на то, что некоторые из наблюдений, сделанных Stadler et al. [60] не воспроизводились. [61] Например, регуляция накопления мРНК ALR1 за счет поступления Mg 2+ не наблюдалась, а стабильность белка Alr1 не снижалась из-за воздействия избытка Mg 2+ . Первоначальное наблюдение Mg-зависимого накопления белка Alr1 в устойчивых условиях с низким содержанием Mg было воспроизведено, но было показано, что этот эффект является артефактом, вызванным добавлением небольшого пептида (эпитопа) к белку, что позволяет его обнаруживать. . Несмотря на эти проблемы, было продемонстрировано, что активность Alr1 реагирует на поставку Mg [61].предполагая, что активность белка регулируется напрямую, как это наблюдалось для некоторых бактериальных белков CorA. [19]

Функциональный Alr1p (дикий тип) или Alr2p (сверхэкспрессия) необходим для роста S. cerevisiae в стандартных условиях (4 мМ Mg 2+ [5] ), а Alr1p может поддерживать нормальный рост при таких низких концентрациях Mg 2+, как 30 мкМ. [60] 57 Со 2+ растворяют в дрожжи с помощью белка Alr1p с км 77 - 105 мкМ (; [56] С. МакДиармид и RC - Гарднер, неопубликованные данные), но Ки для Mg 2+ ингибирование этого транспорт на данный момент неизвестен. Транспорт других катионов белком Alr1p оценивали по ингибированию роста дрожжей. Сверхэкспрессия Alr1p привела к повышенной чувствительности к Ca 2+ , Co 2+., Cu 2+ , La 3+ , Mn 2+ , Ni 2+ и Zn 2+ , набор катионов, подобных тем, которые, как показано, переносятся в дрожжи с помощью CorA-подобной транспортной системы. [5] Предполагается, что повышенная токсичность катионов в присутствии переносчика происходит из-за повышенного накопления катиона внутри клетки.

Доказательством того, что Alr1p является в первую очередь переносчиком Mg 2+, является то, что потеря Alr1p приводит к снижению общего содержания в клетках Mg 2+ , но не других катионов. Кроме того, два электрофизиологических исследования, в которых Alr1p продуцировался в дрожжах или ооцитах Xenopus, показали Mg 2+ -зависимый ток в присутствии белка; [62] Salih et al. , в стадии подготовки.

Кинетика поглощения Mg 2+ Alr1p была исследована электрофизиологическими методами на целых клетках дрожжей. [62] Результаты показали, что Alr1p, скорее всего, действует как ионоселективный канал. В той же статье авторы сообщили, что транспорт Mg 2+ с помощью Alr1p варьируется от 200 до 1500 пА при среднем токе 264 пА. Количественная оценка количества белка, производящего ток, не была представлена, поэтому результаты не могут быть сопоставимы с бактериальными транспортными белками Mg 2+ .

Альтернативные методы анализа радиоактивных индикаторов 28 Mg 2+ и маг-фуры 2 для измерения поглощения Mg 2+ еще не использовались с Alr1p. 28 Mg 2+ в настоящее время недоступен, и система маг-фура 2 вряд ли предоставит простые данные о поглощении дрожжами. Клетка дрожжей поддерживает гетерогенное распределение Mg 2+ [63], предполагая, что несколько систем внутри дрожжей транспортируют Mg 2+ в отсеки для хранения. Этот внутренний транспорт, скорее всего, замаскирует процесс поглощения. Экспрессия ALR1 в S. typhimurium без Mg 2+ гены поглощения могут быть альтернативой, но, как указывалось ранее, необходимо принимать во внимание эффекты гетерологичной системы экспрессии.

MNR2 [ править ]

Ген MNR2 кодирует белок, тесно связанный с белками Alr, но включает консервативные особенности, которые определяют отдельную подгруппу белков CorA в геномах грибов, предполагая особую роль в гомеостазе Mg 2+ . Подобно мутанту alr1, рост мутанта mnr2 был чувствителен к условиям дефицита Mg 2+ , но наблюдалось, что мутант mnr2 накапливает больше Mg 2+, чем штамм дикого типа в этих условиях. [64] Эти фенотипы предполагают, что Mnr2 может регулировать Mg 2+.хранение во внутриклеточном отсеке. В соответствии с этой интерпретацией белок Mnr2 был локализован на мембране вакуоли, внутреннем компартменте, участвующем в хранении излишков минеральных питательных веществ дрожжами. Прямая роль Mnr2 в транспорте Mg 2+ была подтверждена наблюдением, что повышенная экспрессия Mnr2, которая перенаправляла часть белка Mnr2 на клеточную поверхность, также подавляла потребность в Mg 2+ двойного мутантного штамма alr1 alr2. Мутация mnr2 также изменила накопление других двухвалентных катионов, предполагая, что эта мутация может увеличивать экспрессию гена Alr или активность белка. Недавние работы [61]подтвердили эту модель, показав, что активность Alr1 была увеличена в мутантном штамме mnr2 и что мутация была связана с индукцией активности Alr1 при более высокой внешней концентрации Mg, чем наблюдалась для штамма Mnr2 дикого типа. Эти эффекты наблюдались без каких-либо изменений в накоплении белка Alr1, что снова указывает на то, что активность Alr1 может регулироваться непосредственно концентрацией Mg в клетке.

MRS2 и Lpe10 [ править ]

Подобно генам ALR, ген MRS2 был клонирован и секвенирован до того, как он был идентифицирован как переносчик Mg 2+ . Ген MRS2 был идентифицирован в ядерном геноме дрожжей при скрининге супрессоров мутации сплайсинга РНК митохондриального гена [65] и был клонирован и секвенирован Wiesenberger et al. (1992). [66] Mrs2p не был идентифицирован как предполагаемый транспортер Mg 2+ до Bui et al. (1999). [6] Gregan et al. (2001a) идентифицировали LPE10 по гомологии с MRS2 и показали, что как LPE10, так и мутанты MRS2 изменяют содержание Mg 2+ в митохондриях дрожжей и влияют на активность сплайсинга РНК в органеллах. [67][68] Было показано, что транспортMg 2+ напрямую опосредуется Mrs2p, [18] но не Lpe10p.

Белки Mrs2p и Lpe10p имеют размер 470 и 413 аминокислотных остатков, соответственно, а область из 250–300 аминокислот в середине белков показывает слабое сходство с полным белком CorA. Топологии TM белков Mrs2p и Lpe10p были оценены с помощью анализа защиты протеаз [6] [67] и показаны на рисунке. TM 1 и 2 соответствуют TM 2 и 3 в белке CorA. Консервативный мотив GMN находится на внешнем конце первого TM-домена, и когда глицин (G) в этом мотиве был мутирован в цистеин (C) в Mrs2p, транспорт Mg 2+ был сильно снижен. [18]

Топология TM белков MRS2 и LPE10

На рисунке показана экспериментально определенная топология Mrs2p и Lpe10p, адаптированная из Bui et al. (1999) [6] и Gregan et al. (2001a). [67] Местоположение мотива GMN указано красным, а домены TM - голубым. Указаны ориентация в мембране и положения N- и C-концов. Различные размеры растворимых доменов указаны в аминокислотах (AA), TM-домены пронумерованы, а рисунок не в масштабе.

Mrs2p был локализован на внутренней мембране митохондрий с помощью субклеточного фракционирования и иммунодетекции [6], а Lpe10p - в митохондриях. [67] Митохондрии, в которых отсутствует Mrs2p, не демонстрируют быстрого поглощения Mg 2+ , только медленную «утечку», а чрезмерное накопление Mrs2p приводит к увеличению начальной скорости поглощения. [18] Кроме того, CorA при слиянии с митохондриальной лидерной последовательностью Mrs2p может частично дополнять митохондриальный дефект, вызванный потерей Mrs2p или Lpe10p. Следовательно, Mrs2p и / или Lpe10p могут быть основной системой захвата Mg 2+ митохондриями. Возможно, белки образуют гетеродимеры, поскольку ни один из белков (при сверхэкспрессии) не может полностью компенсировать потерю другого.[67]

Характеристики поглощения Mg 2+ изолированными митохондриями с помощью Mrs2p были количественно определены с использованием маг-фуры 2. [18] Поглощение Mg 2+ с помощью Mrs2p разделяло ряд атрибутов с CorA. Во-первых, поглощение Mg 2+ напрямую зависело от электрического потенциала (ΔΨ) через граничную мембрану. Во-вторых, захват насыщается намного ниже того, что теоретически допускает ΔΨ, поэтому транспорт Mg 2+ с помощью Mrs2p, вероятно, регулируется аналогично CorA, возможно, за счет инактивации белка. В-третьих, отток Mg 2+ наблюдался через Mrs2p при искусственной деполяризации митохондриальной мембраны валиномицином. Наконец, Mg 2+потоки через Mrs2p ингибируются гексааммином кобальта (III). [18]

Кинетика захвата Mg 2+ Mrs2p была определена в Froschauer et al. (2004) статья о CorA в бактериях. [19] Начальное изменение концентрации свободного Mg 2+ составляло 150 мкМ / с для дикого типа и 750 мкМ / с для митохондрий дрожжей, сверхэкспрессирующих MRS2. Не было предпринято никаких попыток масштабировать наблюдаемый транспорт до количества присутствующего транспортера.

Простейшие ( Paramecium ) [ править ]

Транспорт Mg 2+ в Paramecium был в основном охарактеризован Р. Р. Престоном и его сотрудниками. Электрофизиологические методы на всем Paramecium использовались для идентификации и характеристики токов Mg 2+ в серии статей [69] [70] [71] [72] до того, как ген был клонирован Haynes et al. (2002). [7]

Открытая рамка считывания для гена XNTA имеет размер 1707 п.н., содержит два интрона и дает предсказанный белок из 550 аминокислот. [7] Было предсказано, что белок содержит 11 ТМ-доменов, а также содержит мотивы α1 и α2 (см. Рисунок) SLC8 ( Na + / Ca 2+ обменник [73] ) и SLC24 ( K + зависимый обменник Na + / Ca 2+. [74] ) человеческие транспортные белки растворенных веществ. XntAp в равной степени похож на семейства белков SLC8 и SLC24 по аминокислотной последовательности, но предсказанная топология TM больше похожа на топологию SLC24, но сходство в лучшем случае слабое, а взаимосвязь очень отдаленная. [7] Белок AtMHX из растений также имеет отдаленные отношения с белками SLC8.

Топология TM белка XNTA

На рисунке показана прогнозируемая топология TM XntAp. По материалам Haynes et al. (2002), [7] на этом рисунке показана предсказанная компьютером топология мембраны XntAp в Paramecium. Ориентацию в мембране определяли с помощью HMMTOP. [75] [76] Домены TM показаны голубым цветом, домены α1 и α2 показаны зеленым. Указаны ориентация в мембране и положения N- и C-концов, фигура не в масштабе.

Mg 2+ -зависимые токи, переносимые XntAp, кинетически подобны токам канального белка и имеют порядок ионной селективности Mg 2+ > Co 2+ , Mn 2+ > Ca 2+ - серия снова очень похожа на последовательность CorA. . [72] В отличие от других транспортных белков, о которых сообщалось до сих пор, XntAp зависит от внутриклеточного Ca 2+ . Транспорт также зависит от ΔΨ, но снова Mg 2+ не транспортируется до равновесия, ограничиваясь приблизительно 0,4 мМ свободного Mg 2+ в цитоплазме. Существование внутриклеточного компартмента с гораздо более высокой свободной концентрацией Mg 2+ (8 мМ) было подтверждено результатами.

Животные [ править ]

Исследования Mg 2+ у животных, включая человека, отстают от исследований бактерий и дрожжей. Это во многом связано со сложностью задействованных систем, но также и из-за впечатления внутри области, что Mg 2+ поддерживается на высоком уровне во всех клетках и не изменяется под воздействием внешних воздействий. Только за последние 25 лет появилась серия отчетов, оспаривающих эту точку зрения, и новые методологии показали, что содержание свободного Mg 2+ поддерживается на уровнях, изменения которых могут влиять на клеточный метаболизм. [77]

MRS2 [ править ]

Биоинформатический поиск в базах данных последовательностей выявил один гомолог гена MRS2 дрожжей в ряде многоклеточных животных. [8] Белок имеет очень сходную последовательность и предсказанную топологию TM с дрожжевым белком, а мотив GMN не поврежден на конце первого домена TM. Человеческий белок hsaMrs2p был локализован на митохондриальной мембране в клетках мыши с помощью слитого белка GFP.

Очень мало известно о транспортных характеристиках белка Mg 2+ у млекопитающих, но Zsurka et al. (2001) показали, что Mrs2p человека дополняет мутанты mrs2 в дрожжевой митохондриальной системе захвата Mg 2+ . [8]

SLC41 (MgtE) [ править ]

Идентификация этого семейства генов у метазоа началась с метода ловушки сигнальной последовательности для выделения секретируемых и мембранных белков. [9] Большая часть идентификации пришла из биоинформатического анализа. В конечном итоге три гена были идентифицированы у людей, еще три - у мышей и три - у Caenorhabditis elegans , с одним геном у Anopheles gambiae . В базе данных pFAM домен MgtE указан как pFAM01769 и дополнительно идентифицирован белок, содержащий домен MgtE, у Drosophila melanogaster.. Белки, содержащие домен MgtE, можно разделить на семь классов в соответствии с определением pFAM с использованием типа и организации идентифицируемых доменов в каждом белке. Белки Metazoan представлены в трех из семи групп. Все белки метазоа содержат два домена MgtE, но некоторые из них были предсказаны только путем распознавания контекста (Coin, Bateman and Durbin, неопубликовано. Дополнительные сведения см. На веб-сайте pFAM).

Белок SLC41A1 человека содержит два домена MgtE с 52% и 46% соответственно сходством с консенсусной последовательностью PF01769 и, по прогнозам, содержит десять доменов TM, по пять в каждом домене MgtE (см. Рисунок), что предполагает, что белок MgtE бактерий может работать. в виде димера.

Предсказанная топология TM MgtE из H. sapiens

По материалам Wabakken et al. (2003) [9] и базы данных pFAM, на рисунке показана компьютерная предсказанная топология мембраны MgtE у H. sapiens . Домены TM показаны светло-синим цветом, указана ориентация в мембране и положения N- и C-концов, фигура не в масштабе.

Wabakken et al. (2003) [9] обнаружили, что транскрипт гена SLC41A1 экспрессируется во всех протестированных тканях человека, но на разных уровнях, причем сердце и семенники имеют самую высокую экспрессию гена. Никакого объяснения паттерна экспрессии в отношении физиологии, связанной с Mg 2+, предложено не было .

Не было показано, транспортируют ли белки SLC41 Mg 2+ или дополняют транспортную мутацию Mg 2+ в какой-либо экспериментальной системе. Однако было высказано предположение, что, поскольку белки MgtE не имеют другой известной функции, они, вероятно, являются переносчиками Mg 2+ в метазоа, как и в бактериях. [9] Это необходимо будет проверить с помощью одной из ныне стандартных экспериментальных систем для изучения транспорта Mg 2+ .

TRPM6 / TRPM7 [ редактировать ]

Изучение генов и белков TRPM в клетках человека в последнее время является областью интенсивных исследований, а иногда и дискуссий. Montell et al. (2002) [78] рассмотрели исследования генов TRP, а во втором обзоре Montell (2003) [79] были рассмотрены исследования генов TRPM.

Семейство ионных каналов TRPM имеет членов во всем многоклеточном организме. Белки TRPM6 и TRPM7 очень необычны, они содержат как домен ионного канала, так и домен киназы (рис. 1.7), роль которых вызывает самые жаркие споры. [79]

Активность этих двух белков очень трудно определить количественно. TRPM7 сам по себе, по-видимому, является каналом Ca 2+ [80], но в присутствии TRPM6 ряд сродства транспортируемых катионов помещает Mg 2+ выше Ca 2+ . [10] [81] Различия в проводимости были вызваны паттернами экспрессии этих генов. TRPM7 экспрессируется во всех протестированных типах клеток, в то время как TRPM6 показывает более ограниченный паттерн экспрессии. [82] Неудачный выбор экспериментальной системы Voets et al. , (2004) [83] привели к выводу, что TRPM6 является функциональным Mg 2+транспортер. Однако более поздние работы Чубанова и др. (2004) [82] ясно показали, что TRPM7 необходим для активности TRPM6 и что результаты Voets et al. объясняются экспрессией TRPM7 в экспериментальной клеточной линии, использованной Voets et al. в своих экспериментах. Функционален ли TRPM6 сам по себе, еще предстоит определить.

Предсказанная топология TM белков TRPM6 и TRPM7

Предсказанная топология TM белков TPRM6 и TRPM7 была адаптирована из Nadler et al. (2001), [10] Runnels et al. (2001) [84] и Montell et al. (2002), [78] на этом рисунке показана предсказанная компьютером топология мембраны белков TRPM6 и TRPM7 у Homo sapiens . В настоящее время показанную топологию следует рассматривать как предварительную гипотезу. Домены TM показаны светло-синим цветом, петля поры - фиолетовым, мотив TRP - красным, а домен киназы - зеленым. Указаны ориентация в мембране и положения N- и C-концов, фигура не в масштабе.

Выводы Voets et al. (2004) [83] вероятно неверно приписывают Mg 2+ зависимые токи только TRPM7, и их кинетические данные, вероятно, отражают объединенный канал TRPM7 / TRPM6. В отчете представлен надежный набор данных, согласующихся с канальной активностью при прохождении Mg 2+ , на основе как электрофизиологических методов, так и маг-фуры 2 для определения изменений в цитоплазматическом свободном Mg 2+ .

Параклеточный транспорт [ править ]

Клаудины позволяют транспортировать Mg 2+ через параклеточный путь; то есть он опосредует транспорт иона через плотные контакты между клетками, которые образуют слой эпителиальных клеток. В частности, Claudin-16 обеспечивает избирательный обратный захват Mg 2+ в почках человека. У некоторых пациентов с мутациями в гене CLDN19 также изменился транспорт магния. [85] [86]

Ген Claudin-16 был клонирован Simon et al. (1999), [12], но только после ряда сообщений, описывающих сам поток Mg 2+ без гена или белка. [87] [88] [89] Характер экспрессии гена был определен с помощью ОТ-ПЦР, и было показано, что он очень плотно ограничен непрерывной областью почечного канальца, идущей от толстой нисходящей конечности мозгового вещества к дистальному извитому канальцу. . [12] Эта локализация соответствовала более ранним отчетам о местонахождении Mg 2+.повторное поглощение почками. После клонирования мутации в гене были идентифицированы у пациентов с семейной гипомагниемией с гиперкальциурией и нефрокальцинозом [90] [91], что усилило связь между геном и поглощением Mg 2+ .

Растения [ править ]

Современные знания о молекулярных механизмах транспорта Mg 2+ в растениях очень ограничены, и только три публикации сообщают о молекулярной основе транспорта Mg 2+ в растениях. [13] [14] [15] Однако важность Mg 2+ для растений была хорошо описана, и существует множество физиологических и экофизиологических исследований эффектов Mg 2+ . В этом разделе будут обобщены сведения о семействе генов, идентифицированных у растений, которое отдаленно связано с CorA. Другой ген, обменник Mg 2+ / H + (AtMHX [15]), не связанный с этим семейством генов и с CorA, также был идентифицирован, локализован на вакуолярной мембране и будет описан в последнюю очередь.

Семейство генов AtMRS2 [ править ]

Schock et al. (2000) идентифицировали и назвали семейство AtMRS2 на основании сходства генов с геном MRS2 дрожжей. [13] Авторы также показали, что ген AtMRS2-1 может дополнять мутантный фенотип дрожжей Δmrs2. Независимо Li et al. (2001) [14] опубликовали отчет, идентифицирующий семейство и показывающий, что два дополнительных члена могут дополнять мутанты с дефицитом транспорта Mg 2+ , один у S. typhimurium, а другой - у S. cerevisiae .

Было показано, что три гена, транспортирующие Mg 2+, - это AtMRS2-1, AtMRS2-10 и AtMRS2-11, и эти гены продуцируют белки размером 442, 443 и 459 аминокислот соответственно. Каждый из белков показывает значительное сходство с Mrs2p дрожжей и слабое сходство с CorA бактерий, содержит консервативный аминокислотный мотив GMN на внешнем конце первого TM-домена и, как предполагается, имеет два TM-домена.

Ген AtMRS2-1, когда он экспрессируется в дрожжах с промотора MRS2 и сливается на С-конце с первыми 95 аминокислотами белка Mrs2p, направляется в митохондрии, где он фенотипически дополняет мутант Δmrs2 (сплайсинг митохондриальной РНК был восстановлен) и в отношении содержания Mg 2+ в органелле. [13] Никаких данных о кинетике переноса представлено не было. Ген AtMRS2-11 был проанализирован на дрожжах (в штамме alr1 alr2), где было показано, что экспрессия гена значительно увеличивает скорость поглощения Mg 2+ голодными клетками по сравнению с контролем, как измерено с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии общий клеточный Mg 2+содержание. Однако было показано, что Alr1p значительно более эффективен при транспортировке Mg 2+ при низких внеклеточных концентрациях, что позволяет предположить, что сродство AtMRS2-11 к Mg 2+ ниже, чем сродство Alr1p. [14] Электрофизиологический анализ белка AtMRS2-11 в ооцитах Xenopus также показал Mg 2+ -зависимый ток при мембранных потенциалах (ΔΨ) от –100 до –150 мВ внутри. [92] Эти значения физиологически значимы, так как некоторые мембраны растений поддерживают Δ в этом диапазоне. Однако автору было трудно воспроизвести эти результаты из-за очевидной «гибели» ооцитов, содержащих белок AtMRS2-11, и поэтому к этим результатам следует относиться с осторожностью.

Транспортер AtMRS2-10 был проанализирован с использованием анализа поглощения радиоактивных индикаторов. [14] 63Ni 2+ использовали в качестве замещающего иона, и было показано, что Mg 2+ ингибирует поглощение 63Ni 2+ с Ki 20 ​​мкМ. Поглощение также ингибировалось Co (III) Hex и другими двухвалентными катионами. Только Co 2+ и Cu 2+ ингибировали транспорт со значениями Ki менее 1 мМ.

Белок AtMRS2-10 был слит с GFP, и было показано, что он локализован на плазматической мембране. [14] Подобный эксперимент был предпринят в Schock et al. (2000), [13], но наблюдаемая локализация существенно не отличалась от той, что наблюдалась с неслитым GFP. Наиболее вероятная причина отсутствия окончательной локализации AtMRS2-1 в Schock et al. В статье говорится, что авторы удалили TM-домены из белка, тем самым предотвратив его встраивание в мембрану.

Точное физиологическое значение белков AtMRS2-1 и AtMRS2-10 в растениях еще предстоит выяснить. Ген AtMRS2-11 сверхэкспрессирован (с промотора 35S CaMV) у A. thaliana. [92] Было показано, что трансгенная линия накапливает высокие уровни транскрипта AtMRS2-11. Сильный фенотип дефицита Mg 2+ (некротические пятна на листьях, см. Главу 1.5 ниже) был зарегистрирован во время процесса скрининга (как в поколении T1, так и в поколении T2) для гомозиготной линии, но этот фенотип был утерян в поколении T3 и мог не могут быть воспроизведены при повторном просмотре предыдущих поколений. Автор предположил, что влияние окружающей среды было наиболее вероятной причиной несовместимого фенотипа.

AtMHX [ править ]

Первый переносчик магния, выделенный в любом многоклеточном организме, AtMHX не имеет сходства с каким-либо ранее выделенным транспортным белком Mg 2+ . [15] Ген был первоначально идентифицирован в базе данных геномных последовательностей ДНК A. thaliana по его сходству с генами Na + / Ca 2+ -обменников семейства SLC8 у людей.

Предполагается, что последовательность кДНК длиной 1990 п.н. будет производить белок из 539 аминокислот. AtMHX довольно тесно связан с семейством SLC8 на аминокислотном уровне и имеет общую топологию с одиннадцатью предсказанными доменами TM (рисунок A10.5). Есть одно важное различие в последовательности: длинная немембранная петля (см. Рисунок A10.5) состоит из 148 аминокислот в белке AtMHX и 500 аминокислот в белках SLC8. Однако эта петля плохо сохранена и не требуется для транспортной функции в семействе SLC8. [15]

Ген AtMHX экспрессируется во всем растении, но наиболее сильно в сосудистой ткани. [15] Авторы предполагают, что физиологическая роль белка заключается в хранении Mg 2+ в этих тканях для последующего высвобождения при необходимости. Локализация белка в вакуолярной мембране подтверждает это предположение (см. Также главу 1.5).

Белок транспортирует Mg 2+ в вакуолярное пространство и H + наружу, что продемонстрировано электрофизиологическими методами. [15] Транспорт осуществляется за счет ΔpH, поддерживаемого между вакуолярным пространством (pH 4,5 - 5,9) и цитоплазмой (pH 7,3 - 7,6) с помощью H + -АТФазы. [93] [94] Как регулируется транспорт Mg 2+ белком, не определено. Было замечено, что токи проходят через белок в обоих направлениях, но выходящий ток Mg 2+ требует «цитоплазматического» pH 5,5, условия, не обнаруживаемого в растительных клетках при нормальных обстоятельствах. Помимо транспорта Mg 2+ , Shaul et al. (1999)[15] также показали, что белок может транспортировать Zn 2+ и Fe 2+ , но не сообщили о способности белка транспортировать другие двухвалентные катионы (например, Co 2+ и Ni 2+ ) или его чувствительности к ингибированию кобальтом. (III) гексааммин.

Детальная кинетика транспорта Mg 2+ не была определена для AtMHX. Однако были продемонстрированы физиологические эффекты. Когда растения A. thaliana трансформировали конструкциями сверхэкспрессии гена AtMHX, управляемыми промотором 35S CaMV, растения чрезмерно накапливали белок и проявляли фенотип некротических повреждений в листьях, что, по мнению авторов, вызвано нарушением нормальная функция вакуоли, учитывая их наблюдения, что общее содержание Mg 2+ (или Zn 2+ ) в растениях не изменилось в трансгенных растениях.

Прогнозируемая топология TM белка AtMHX

Изображение было адаптировано из Shaul et al. (1999) [15] и Quednau et al. (2004), [73] и в сочетании с анализом с использованием HMMTOP, этот рисунок показывает предсказанную компьютером топологию мембраны белка AtMHX у Arabidopsis thaliana . На данный момент показанную топологию следует рассматривать как предварительную гипотезу. Домены TM показаны светло-синим цветом, указана ориентация в мембране и положения N- и C-концов, фигура не в масштабе. Домены α1 и α2, показанные зеленым цветом, оба достаточно гидрофобны и оба могут быть вставлены в мембрану.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Субрамани, Саранья; Пердро-Даль, Хармони; Морт, Йенс Пребен (01.01.2016). «Транспортер магния А активируется кардиолипином и очень чувствителен к свободному магнию in vitro» . eLife . 5 . DOI : 10.7554 / eLife.11407 . ISSN  2050-084X . PMC  4758953 . PMID  26780187 .
  2. ^ a b c d e f g h i Hmiel SP, Snavely MD, Miller CG, Maguire ME (декабрь 1986 г.). «Транспорт магния в Salmonella typhimurium: характеристика притока магния и клонирование транспортного гена» . Журнал бактериологии . 168 (3): 1444–50. DOI : 10.1128 / jb.168.3.1444-1450.1986 . PMC 213658 . PMID 3536881 .  
  3. ^ a b Townsend DE, Esenwine AJ, George J, Bross D, Maguire ME, Smith RL (сентябрь 1995 г.). «Клонирование переносчика mgtE Mg2 + из Providencia stuartii и распределение mgtE в грамотрицательных и грамположительных бактериях» . Журнал бактериологии . 177 (18): 5350–4. DOI : 10.1128 / jb.177.18.5350-5354.1995 . PMC 177332 . PMID 7665526 .  
  4. ^ a b c d e f g h Смит Р.Л., Томпсон Л.Дж., Магуайр М.Э. (март 1995 г.). «Клонирование и характеристика MgtE, предполагаемого нового класса транспортера Mg2 + из Bacillus firmus OF4» . Журнал бактериологии . 177 (5): 1233–8. DOI : 10.1128 / jb.177.5.1233-1238.1995 . PMC 176728 . PMID 7868596 .  
  5. ^ a b c d e f MacDiarmid CW, Gardner RC (январь 1998 г.). «Избыточная экспрессия системы транспорта магния Saccharomyces cerevisiae придает устойчивость к иону алюминия» . Журнал биологической химии . 273 (3): 1727–32. DOI : 10.1074 / jbc.273.3.1727 . PMID 9430719 . 
  6. ^ a b c d e Bui DM, Gregan J, Jarosch E, Ragnini A, Schweyen RJ (июль 1999 г.). «Бактериальный переносчик магния CorA может функционально замещать своего предполагаемого гомолога Mrs2p во внутренней митохондриальной мембране дрожжей» . Журнал биологической химии . 274 (29): 20438–43. DOI : 10.1074 / jbc.274.29.20438 . PMID 10400670 . 
  7. ^ a b c d e Haynes WJ, Kung C, Saimi Y, Preston RR (ноябрь 2002 г.). «Подобный обменнику белок лежит в основе большого тока Mg2 + в Paramecium» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (24): 15717–22. Bibcode : 2002PNAS ... 9915717H . DOI : 10.1073 / pnas.242603999 . PMC 137782 . PMID 12422021 .  
  8. ^ a b c Zsurka G, Gregán J, Schweyen RJ (март 2001 г.). «Митохондриальный белок Mrs2 человека функционально замещает его дрожжевой гомолог, кандидат на переносчик магния». Геномика . 72 (2): 158–68. DOI : 10.1006 / geno.2000.6407 . PMID 11401429 . 
  9. ^ a b c d e Wabakken T, Rian E, Kveine M, Aasheim HC (июль 2003 г.). «Человеческий носитель растворенного вещества SLC41A1 принадлежит к новому подсемейству эукариот с гомологией с прокариотическими переносчиками MgtE Mg2 +». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 306 (3): 718–24. DOI : 10.1016 / S0006-291X (03) 01030-1 . PMID 12810078 . 
  10. ^ a b c Надлер MJ, Hermosura MC, Inabe K, Perraud AL, Zhu Q, Stokes AJ, Kurosaki T, Kinet JP, Penner R, Scharenberg AM, Fleig A (май 2001 г.). «LTRPC7 представляет собой канал двухвалентного катиона, регулируемый Mg.ATP, необходимый для жизнеспособности клеток». Природа . 411 (6837): 590–5. Bibcode : 2001Natur.411..590N . DOI : 10.1038 / 35079092 . PMID 11385574 . S2CID 4426202 .  
  11. ^ Walder Р.Я., Ландау Д, Мейер Р, Шалев Н, Tsolia М, Borochowitz Z, Бетгер МБ, Бек GE, Энгельгардт Р.К., Харми R, Шеффилд ВК (июнь 2002). «Мутация TRPM6 вызывает семейную гипомагниемию с вторичной гипокальциемией». Генетика природы . 31 (2): 171–4. DOI : 10.1038 / ng901 . PMID 12032570 . S2CID 33192419 .  
  12. ^ a b c Саймон Д.Б., Лу И, Чоат К.А., Веласкес Х., Аль-Саббан Э., Прага М, Касари Г, Беттинелли А, Колусси Г, Родригес-Сориано Дж., Маккреди Д., Милфорд Д., Санджад С. Июл 1999 г.). «Парацеллин-1, белок плотного соединения почек, необходимый для парацеллюлярной резорбции Mg2 +». Наука . 285 (5424): 103–6. DOI : 10.1126 / science.285.5424.103 . PMID 10390358 . 
  13. ^ a b c d e Schock I, Gregan J, Steinhauser S, Schweyen R, Brennicke A, Knoop V (ноябрь 2000 г.). «Член нового семейства генов Arabidopsis thaliana кандидатов в переносчики ионов Mg2 + дополняет мутант митохондриального сплайсинга группы II дрожжей». Заводской журнал . 24 (4): 489–501. DOI : 10.1046 / j.1365-313x.2000.00895.x . PMID 11115130 . 
  14. ^ a b c d e f Li L, Tutone AF, Drummond RS, Gardner RC, Luan S (декабрь 2001 г.). «Новое семейство генов транспорта магния у Arabidopsis» . Растительная клетка . 13 (12): 2761–75. DOI : 10.1105 / tpc.13.12.2761 . PMC 139487 . PMID 11752386 .  
  15. ^ a b c d e f g h i Shaul O, Hilgemann DW, de-Almeida-Engler J, Van Montagu M, Inz D, Galili G (июль 1999 г.). «Клонирование и характеристика нового обменника Mg (2 +) / H (+)» . Журнал EMBO . 18 (14): 3973–80. DOI : 10.1093 / emboj / 18.14.3973 . PMC 1171473 . PMID 10406802 .  
  16. ^ Боррелли G, Бойер JC, Турэн В, Szponarski Вт, Rambier М, Гибрат Р (август 2001 г.). «Дрожжевой мутант vps5Delta, затронутый рециклингом мембранных белков Гольджи, демонстрирует повышенную активность обмена в вакуолях Mg2 + / H +» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (17): 9660–5. DOI : 10.1073 / pnas.161215198 . PMC 55508 . PMID 11493679 .  
  17. ^ Тевелев А, Коуон J (1995). «Замещение металлов как проба биологической химии иона магния». В Cowan J (ред.). Биологическая химия магния . Нью-Йорк: ВЧ. ISBN 978-0-471-18583-3.
  18. ^ Б с д е е г Kolisek М, Zsurka G, J, Samaj Weghuber J, Schweyen RJ, Schweigel M (Mar 2003). «Mrs2p является важным компонентом основной электрофоретической системы притока Mg2 + в митохондрии» . Журнал EMBO . 22 (6): 1235–44. DOI : 10,1093 / emboj / cdg122 . PMC 151051 . PMID 12628916 .  
  19. ^ a b c d e Froschauer EM, Kolisek M, Dieterich F, Schweigel M, Schweyen RJ (август 2004 г.). «Измерения флуоресценции свободного [Mg2 +] с использованием маг-фуры 2 в Salmonella enterica». Письма о микробиологии FEMS . 237 (1): 49–55. DOI : 10.1016 / j.femsle.2004.06.013 . PMID 15268937 . 
  20. ^ Ласка JE, Williams RJ, Кеннеди EP (май 1968). «Магний и рост кишечной палочки». Журнал биологической химии . 243 (10): 2618–24. PMID 4968384 . 
  21. ^ a b Lusk JE, Kennedy EP (март 1969). «Транспорт магнейзума в Escherichia coli». Журнал биологической химии . 244 (6): 1653–5. PMID 4886311 . 
  22. ↑ Silver S (март 1969). «Активный транспорт магния в кишечной палочке» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 62 (3): 764–71. Bibcode : 1969PNAS ... 62..764S . DOI : 10.1073 / pnas.62.3.764 . PMC 223664 . PMID 4895213 .  
  23. ^ a b Нельсон DL, Кеннеди EP (май 1971). «Транспорт магния в Escherichia coli. Ингибирование ионами кобальта». Журнал биологической химии . 246 (9): 3042–9. PMID 4928897 . 
  24. Перейти ↑ Webb, M. (1970). «Взаимосвязь между использованием магния и поглощением бактериями других двухвалентных катионов». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - общие предметы . 222 (2): 428–440. DOI : 10.1016 / 0304-4165 (70) 90133-9 . PMID 4992522 . 
  25. ^ a b c Нельсон Д.Л., Кеннеди EP (май 1972 г.). «Транспорт магния репрессируемой и не подавляемой системой в Escherichia coli» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 69 (5): 1091–3. Bibcode : 1972PNAS ... 69.1091N . DOI : 10.1073 / pnas.69.5.1091 . PMC 426636 . PMID 4556454 .  
  26. ^ a b c Park MH, Wong BB, Lusk JE (июнь 1976 г.). «Мутанты трех генов, влияющих на транспорт магния в Escherichia coli: генетика и физиология» . Журнал бактериологии . 126 (3): 1096–103. DOI : 10.1128 / JB.126.3.1096-1103.1976 . PMC 233130 . PMID 780341 .  
  27. ↑ Smith RL, Maguire ME (март 1995 г.). «Распределение транспортной системы CorA Mg2 + у грамотрицательных бактерий» . Журнал бактериологии . 177 (6): 1638–40. DOI : 10.1128 / jb.177.6.1638-1640.1995 . PMC 176786 . PMID 7883724 .  
  28. ^ a b Kehres DG, юрист CH, Maguire ME (1998). «Семейство генов-переносчиков магния CorA». Микробная и сравнительная геномика . 3 (3): 151–69. DOI : 10.1089 / omi.1.1998.3.151 . PMID 9775386 . 
  29. ^ a b Снавели MD, Gravina SA, Cheung TT, Miller CG, Maguire ME (январь 1991 г.). «Транспорт магния в Salmonella typhimurium. Регулирование экспрессии mgtA и mgtB». Журнал биологической химии . 266 (2): 824–9. PMID 1898738 . 
  30. ^ a b c d Chamnongpol S, Groisman EA (апрель 2002 г.). «Гомеостаз Mg2 + и предотвращение токсичности металлов» . Молекулярная микробиология . 44 (2): 561–71. DOI : 10.1046 / j.1365-2958.2002.02917.x . PMID 11972791 . S2CID 23345853 .  
  31. ↑ a b Groisman EA (март 2001 г.). «Плейотропная двухкомпонентная регуляторная система PhoP-PhoQ» . Журнал бактериологии . 183 (6): 1835–42. DOI : 10.1128 / JB.183.6.1835-1842.2001 . PMC 95077 . PMID 11222580 .  
  32. ↑ Папп К.М., Магуайр МЭ (ноябрь 2004 г.). «Транспортер CorA Mg2 + не переносит Fe2 +» . Журнал бактериологии . 186 (22): 7653–8. DOI : 10.1128 / JB.186.22.7653-7658.2004 . PMC 524906 . PMID 15516579 .  
  33. ↑ Smith RL, Banks JL, Snavely MD, Maguire ME (июль 1993 г.). «Последовательность и топология транспортных систем магния CorA Salmonella typhimurium и Escherichia coli. Идентификация нового класса транспортных белков». Журнал биологической химии . 268 (19): 14071–80. PMID 8314774 . 
  34. ^ Уоррен М.А., Кухарски Л.М., Веенстр А, Ши л, Grulich ПФ, Мэгюры М (июля 2004). «Транспортер CorA Mg2 + - гомотетрамер» . Журнал бактериологии . 186 (14): 4605–12. DOI : 10.1128 / JB.186.14.4605-4612.2004 . PMC 438605 . PMID 15231793 .  
  35. ^ a b c Смит Р.Л., Сегеди М.А., Кухарски Л.М., Уокер К., Вит Р.М., Редпат А., Качмарек М.Т., Магуайр М.Э. (октябрь 1998 г.). «Транспортный белок CorA Mg2 + Salmonella typhimurium. Мутагенез консервативных остатков в третьем мембранном домене идентифицирует поры Mg2 +» . Журнал биологической химии . 273 (44): 28663–9. DOI : 10.1074 / jbc.273.44.28663 . PMID 9786860 . 
  36. ^ Szegedy MA, Maguire ME (декабрь 1999). «Транспортный белок CorA Mg (2+) Salmonella typhimurium. Мутагенез консервативных остатков во втором мембранном домене» . Журнал биологической химии . 274 (52): 36973–9. DOI : 10.1074 / jbc.274.52.36973 . PMID 10601252 . 
  37. ^ a b c Hmiel SP, Snavely MD, Florer JB, Maguire ME, Miller CG (сентябрь 1989 г.). «Транспорт магния в Salmonella typhimurium: генетическая характеристика и клонирование трех локусов транспорта магния» . Журнал бактериологии . 171 (9): 4742–51. DOI : 10.1128 / jb.171.9.4742-4751.1989 . PMC 210275 . PMID 2548998 .  
  38. ^ a b c d e f g h i j k Snavely MD, Florer JB, Miller CG, Maguire ME (сентябрь 1989 г.). «Транспорт магния в Salmonella typhimurium: транспорт 28Mg2 + системами CorA, MgtA и MgtB» . Журнал бактериологии . 171 (9): 4761–6. DOI : 10.1128 / jb.171.9.4761-4766.1989 . PMC 210277 . PMID 2670893 .  
  39. ^ a b c Гибсон М.М., Багга Д.А., Миллер К.Г., Магуайр МЭ (ноябрь 1991 г.). «Транспорт магния в Salmonella typhimurium: влияние новых мутаций, придающих устойчивость к Со2 + на транспортной системе CorA Mg2 +». Молекулярная микробиология . 5 (11): 2753–62. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.1991.tb01984.x . PMID 1779764 . S2CID 25464328 .  
  40. Перейти ↑ Smith R, Maguire M (1995). «Генетика и молекулярная биология транспортных систем магния». В Cowan J (ред.). Биологическая химия магния . Нью-Йорк: ВЧ. С. 211–234. ISBN 978-0-471-18583-3.
  41. ^ a b c Кухарский Л.М., Люббе В.Дж., Магуайр МЭ (июнь 2000 г.). «Катионные гексааммины являются селективными и мощными ингибиторами системы транспорта магния CorA» . Журнал биологической химии . 275 (22): 16767–73. DOI : 10.1074 / jbc.M001507200 . PMID 10748031 . 
  42. ^ Smith RL, Качмарек MT, Кухарски LM, Maguire ME (июль 1998). «Транспорт магния в Salmonella typhimurium: регуляция mgtA и mgtCB во время инвазии эпителиальных и макрофагальных клеток» . Микробиология . 144 (7): 1835–43. DOI : 10.1099 / 00221287-144-7-1835 . PMID 9695916 . 
  43. ^ Снейвли MD, Florer JB, Миллер CG, Maguire ME (сентябрь 1989). «Транспорт магния в Salmonella typhimurium: экспрессия клонированных генов для трех различных транспортных систем Mg2 +» . Журнал бактериологии . 171 (9): 4752–60. DOI : 10.1128 / jb.171.9.4752-4760.1989 . PMC 210276 . PMID 2548999 .  
  44. ^ Moncrief MB, Maguire ME (октябрь 1999). «Транспорт магния в прокариотах». Журнал биологической неорганической химии . 4 (5): 523–7. DOI : 10.1007 / s007750050374 . PMID 10550680 . S2CID 25825329 .  
  45. ↑ a b Tao T, Snavely MD, Farr SG, Maguire ME (май 1995 г.). «Транспорт магния в Salmonella typhimurium: mgtA кодирует АТФазу P-типа и регулируется Mg2 + аналогично тому, как действует АТФаза P-типа mgtB» . Журнал бактериологии . 177 (10): 2654–62. DOI : 10.1128 / jb.177.10.2654-2662.1995 . PMC 176934 . PMID 7751273 .  
  46. ^ Снейвли MD, Миллер CG, Maguire ME (январь 1991). «Транспортный локус mgtB Mg2 + Salmonella typhimurium кодирует АТФазу P-типа». Журнал биологической химии . 266 (2): 815–23. PMID 1824701 . 
  47. ^ Blanc-Potard AB, Гройсман EA (сентябрь 1997). «Локус Salmonella selC содержит остров патогенности, опосредующий выживание внутримакрофагов» . Журнал EMBO . 16 (17): 5376–85. DOI : 10.1093 / emboj / 16.17.5376 . PMC 1170169 . PMID 9311997 .  
  48. ↑ Smith DL, Tao T, Maguire ME (октябрь 1993 г.). «Мембранная топология АТФазы P-типа. Магний транспортный белок MgtB Salmonella typhimurium». Журнал биологической химии . 268 (30): 22469–79. PMID 8226755 . 
  49. ^ Kehres DG, Maguire ME (сентябрь 2002). «Структура, свойства и регуляция белков транспорта магния». Биометаллы . 15 (3): 261–70. DOI : 10,1023 / A: 1016078832697 . PMID 12206392 . S2CID 30291849 .  
  50. ↑ Hattori M, Iwase N, Furuya N, Tanaka Y, Tsukazaki T, Ishitani R, Maguire ME, Ito K, Maturana A, Nureki O (ноябрь 2009 г.). «Mg (2 +) - зависимое закрытие бактериального канала MgtE лежит в основе гомеостаза Mg (2+)» . Журнал EMBO . 28 (22): 3602–12. DOI : 10.1038 / emboj.2009.288 . PMC 2782099 . PMID 19798051 .  
  51. ^ Баррик JE, Корбино К.А., Винклер туалет, Nahvi А, Мандаль М, Коллинз Дж, Ли М, Рот А, Сударсан Н, Йона я, Wickiser Ю.К., выключатель РР (апрель 2004 г.). «Новые мотивы РНК предполагают расширенные возможности для рибопереключателей в бактериальном генетическом контроле» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (17): 6421–6. Bibcode : 2004PNAS..101.6421B . DOI : 10.1073 / pnas.0308014101 . PMC 404060 . PMID 15096624 .  
  52. ^ Понтинг CP (март 1997). «Домены CBS в хлоридных каналах CIC, вовлеченные в миотонию и нефролитиаз (камни в почках)». Журнал молекулярной медицины . 75 (3): 160–3. PMID 9106071 . 
  53. ^ Хаттори М, Танака Y, Фукаи S, Иситани R, Nureki O (2007). «Кристаллическая структура транспортера MgtE Mg2 +». Природа . 448 (7157): 1072–1075. Bibcode : 2007Natur.448.1072H . DOI : 10,1038 / природа06093 . PMID 17700703 . S2CID 4396170 .  
  54. Перейти ↑ Rothstein A, Hayes A, Jennings D, Hooper D (январь 1958). «Активный транспорт Mg ++ и Mn ++ в дрожжевую клетку» . Журнал общей физиологии . 41 (3): 585–94. CiteSeerX 10.1.1.283.3914 . DOI : 10,1085 / jgp.41.3.585 . PMC 2194844 . PMID 13491823 .   
  55. ^ a b Fuhrmann GF, Rothstein A (ноябрь 1968 г.). «Транспорт Zn2 +, Co2 + и Ni2 + в дрожжевые клетки». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны . 163 (3): 325–30. DOI : 10.1016 / 0005-2736 (68) 90117-X . PMID 5721896 . 
  56. ^ а б Норрис П., Келли, Д.П. (1977). «Накопление кадмия и кобальта Saccharomyces cerevisiae» . Журнал общей микробиологии . 99 (2): 317–324. DOI : 10.1099 / 00221287-99-2-317 .
  57. ↑ Окороков Л.А., Личко Л.П., Кадомцева В.М., Холоденко В.П., Титовский В.Т., Кулаев И.С. (май 1977 г.). «Энергозависимый транспорт марганца в дрожжевые клетки и распределение накопленных ионов» . Европейский журнал биохимии / FEBS . 75 (2): 373–7. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1977.tb11538.x . PMID 328273 . 
  58. Перейти ↑ Conklin DS, Kung C, Culbertson MR (апрель 1993). «Ген COT2 необходим для глюкозозависимого транспорта двухвалентных катионов в Saccharomyces cerevisiae» . Молекулярная и клеточная биология . 13 (4): 2041–9. DOI : 10.1128 / mcb.13.4.2041 . PMC 359525 . PMID 8455597 .  
  59. ^ a b c Ли JM, Gardner RC (январь 2006 г.). «Остатки дрожжевого белка ALR1, которые имеют решающее значение для поглощения магния». Текущая генетика . 49 (1): 7–20. DOI : 10.1007 / s00294-005-0037 у- . PMID 16328501 . S2CID 29578323 .  
  60. ^ a b c d Graschopf A, Stadler JA, Hoellerer MK, Eder S, Sieghardt M, Kohlwein SD, Schweyen RJ (май 2001 г.). «Белок плазматической мембраны дрожжей Alr1 контролирует гомеостаз Mg2 + и является объектом Mg2 + -зависимого контроля его синтеза и деградации» . Журнал биологической химии . 276 (19): 16216–22. DOI : 10.1074 / jbc.M101504200 . PMID 11279208 . 
  61. ^ a b c d e Lim PH, Pisat NP, Gadhia N, Pandey A, Donovan FX, Stein L, Salt DE, Eide DJ, MacDiarmid CW (2011). «Регулирование активности транспортера Alr1 Mg внутриклеточным магнием» . PLOS ONE . 6 (6): e20896. Bibcode : 2011PLoSO ... 620896L . DOI : 10.1371 / journal.pone.0020896 . PMC 3125163 . PMID 21738593 .  
  62. ^ a b Лю Г.Дж., Мартин Д.К., Гарднер Р.С., Райан П.Р. (август 2002 г.). «Большие Mg (2 +) - зависимые токи связаны с повышенной экспрессией ALR1 в Saccharomyces cerevisiae» . Письма о микробиологии FEMS . 213 (2): 231–7. DOI : 10.1111 / j.1574-6968.2002.tb11311.x . PMID 12167543 . 
  63. ↑ Zhang A, Cheng TP, Wu XY, Altura BT, Altura BM (январь 1997 г.). «Внеклеточный Mg2 + регулирует внутриклеточный Mg2 + и его субклеточную компартментацию у делящихся дрожжей Schizosaccharomyces pombe». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 53 (1): 69–72. DOI : 10.1007 / PL00000581 . PMID 9117998 . S2CID 21460552 .  
  64. ^ Pisat NP, Пандей A, Macdiarmid CW (ноябрь 2009). «MNR2 регулирует внутриклеточное хранение магния в Saccharomyces cerevisiae» . Генетика . 183 (3): 873–84. DOI : 10.1534 / genetics.109.106419 . PMC 2778983 . PMID 19720860 .  
  65. Перейти ↑ Koll H, Schmidt C, Wiesenberger G, Schmelzer C (1987). «Три ядерных гена подавляют дефект сплайсинга митохондрий дрожжей, когда присутствуют в большом количестве копий». Текущая генетика . 12 (7): 503–9. DOI : 10.1007 / BF00419559 . PMID 2452028 . S2CID 38971326 .  
  66. ^ Wiesenberger G, M Waldherr, Schweyen RJ (апрель 1992). «Ядерный ген MRS2 необходим для удаления интронов группы II из митохондриальных транскриптов дрожжей in vivo». Журнал биологической химии . 267 (10): 6963–9. PMID 1551905 . 
  67. ^ a b c d e Gregan J, Bui DM, Pillich R, Fink M, Zsurka G, Schweyen RJ (февраль 2001 г.). «Белок внутренней мембраны митохондрий Lpe10p, гомолог Mrs2p, необходим для гомеостаза магния и сплайсинга интронов группы II у дрожжей». Молекулярная и общая генетика . 264 (6): 773–81. DOI : 10.1007 / s004380000366 . PMID 11254124 . S2CID 490016 .  
  68. ^ Греган Дж, Kolisek М, Schweyen RJ (сентябрь 2001). «Митохондриальный гомеостаз Mg (2+) имеет решающее значение для сплайсинга интронов группы II in vivo» . Гены и развитие . 15 (17): 2229–37. DOI : 10,1101 / gad.201301 . PMC 312778 . PMID 11544180 .  
  69. ↑ Престон Р. Р. (октябрь 1990 г.). «Магниевый ток в Paramecium». Наука . 250 (4978): 285–8. Bibcode : 1990Sci ... 250..285P . DOI : 10.1126 / science.2218533 . PMID 2218533 . 
  70. Перейти ↑ Preston RR, Kung C (май 1994). «Ингибирование тока Mg2 + путем мутации одного гена в Paramecium». Журнал мембранной биологии . 139 (3): 203–13. DOI : 10.1007 / bf00232624 . PMID 7538166 . S2CID 29747892 .  
  71. Перейти ↑ Preston RR, Kung C (июль 1994). «Выделение и характеристика мутантов парамеций, дефектных в их реакции на магний» . Генетика . 137 (3): 759–69. PMC 1206036 . PMID 8088522 .  
  72. ^ a b Preston RR (июль 1998 г.). «Трансмембранные токи Mg2 + и внутриклеточная концентрация свободного Mg2 + в Paramecium tetraurelia». Журнал мембранной биологии . 164 (1): 11–24. DOI : 10.1007 / s002329900389 . PMID 9636240 . S2CID 919015 .  
  73. ^ a b Quednau BD, Nicoll DA, Philipson KD (февраль 2004 г.). «Семейство натрий-кальциевых обменников SLC8». Pflügers Archiv . 447 (5): 543–8. DOI : 10.1007 / s00424-003-1065-4 . PMID 12734757 . S2CID 26502273 .  
  74. ^ Schnetkamp PP (февраль 2004). «Семейство обменников Na + / Ca2 + -K + SLC24: видение и не только». Pflügers Archiv . 447 (5): 683–8. DOI : 10.1007 / s00424-003-1069-0 . PMID 14770312 . S2CID 37553960 .  
  75. ^ Тушнади GE, Симон I (октябрь 1998). «Принципы аминокислотного состава интегральных мембранных белков: приложение к прогнозированию топологии». Журнал молекулярной биологии . 283 (2): 489–506. DOI : 10.1006 / jmbi.1998.2107 . PMID 9769220 . 
  76. ^ Тушнади GE, Симон I (сентябрь 2001). «Сервер прогнозирования трансмембранной топологии HMMTOP» . Биоинформатика . 17 (9): 849–50. DOI : 10.1093 / биоинформатики / 17.9.849 . PMID 11590105 . 
  77. ↑ Romani AM, Maguire ME (сентябрь 2002 г.). «Гормональная регуляция транспорта и гомеостаза Mg2 + в эукариотических клетках». Биометаллы . 15 (3): 271–83. DOI : 10,1023 / A: 1016082900838 . PMID 12206393 . S2CID 20835803 .  
  78. ^ a b Монтелл С., Бирнбаумер Л., Флокерци В. (март 2002 г.). «Каналы ГТО - замечательная функциональная семья». Cell . 108 (5): 595–8. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (02) 00670-0 . PMID 11893331 . S2CID 18575588 .  
  79. ^ a b Монтелл C (октябрь 2003 г.). «Гомеостаз Mg2 +: великолепные каналы ТРПМ Mg2 +». Текущая биология . 13 (20): R799–801. DOI : 10.1016 / j.cub.2003.09.048 . PMID 14561419 . S2CID 15221656 .  
  80. ^ Runnels LW, Yue L, Клэпхем DE (май 2002). «Канал TRPM7 инактивирован гидролизом PIP (2)». Природа клеточной биологии . 4 (5): 329–36. DOI : 10.1038 / ncb781 . PMID 11941371 . S2CID 21592843 .  
  81. ^ Monteilh-Цоллера М.К., Hermosura MC, Недлер MJ, Scharenberg AM, Пеннер R, Флейг A (январь 2003). «TRPM7 обеспечивает механизм ионного канала для клеточного проникновения ионов металлов в следовых количествах» . Журнал общей физиологии . 121 (1): 49–60. DOI : 10,1085 / jgp.20028740 . PMC 2217320 . PMID 12508053 .  
  82. ^ a b Чубанов В., Вальдеггер С., Медерос и Шницлер М., Вицтум Х, Сассен М.С., Сейберт Х.В., Конрад М., Гудерманн Т. (март 2004 г.). «Нарушение образования комплекса TRPM6 / TRPM7 мутацией в гене TRPM6 вызывает гипомагниемию с вторичной гипокальциемией» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (9): 2894–9. Bibcode : 2004PNAS..101.2894C . DOI : 10.1073 / pnas.0305252101 . PMC 365716 . PMID 14976260 .  
  83. ^ a b Воетс Т., Нилиус Б., Хофс С., ван дер Кемп А. В., Друкманс Г., Биндель Р. Дж., Хендероп Дж. Г. (январь 2004 г.). «TRPM6 формирует канал притока Mg2 +, участвующий в абсорбции Mg2 + в кишечнике и почках» . Журнал биологической химии . 279 (1): 19–25. DOI : 10.1074 / jbc.M311201200 . PMID 14576148 . 
  84. ^ Runnels LW, Yue L, Клэпхем DE (февраль 2001). «TRP-PLIK, бифункциональный белок с киназной и ионной активностью». Наука . 291 (5506): 1043–7. Bibcode : 2001Sci ... 291.1043R . DOI : 10.1126 / science.1058519 . PMID 11161216 . S2CID 30327400 .  
  85. ^ Наим М, Хуссейн S, Ахтар N (2011). «Мутация в гене плотного соединения клаудина 19 (CLDN19) и семейная гипомагниемия, гиперкальциурия, нефрокальциноз (FHHNC) и тяжелое глазное заболевание» . Американский журнал нефрологии . 34 (3): 241–8. DOI : 10.1159 / 000330854 . PMID 21791920 . 
  86. ^ Конрад М., Шаллер А., Зелоу Д., Пандей А. В., Вальдеггер С., Лесслауэр А., Вицтум Х, Сузуки Ю., Лук Дж. М., Беккер С., Шлингманн К. П., Шмид М., Родригес-Сориано Дж., Арисета Дж., Кано Ф, Энрикес Р. , Юппнер Х., Баккалоглу С.А., Хедигер М.А., Галлати С., Нойхаус С.К., Нюрнберг П., Вебер С. (ноябрь 2006 г.). «Мутации в гене плотного соединения клаудина 19 (CLDN19) связаны с почечной недостаточностью магния, почечной недостаточностью и тяжелым поражением глаз» . Американский журнал генетики человека . 79 (5): 949–57. DOI : 10.1086 / 508617 . PMC 1698561 . PMID 17033971 .  
  87. ^ Shareghi GR, АГУС ZS (апрель 1982). «Транспорт магния в толстой корковой восходящей конечности петли Генле кролика» . Журнал клинических исследований . 69 (4): 759–69. DOI : 10.1172 / JCI110514 . PMC 370129 . PMID 7076846 .  
  88. ^ Ди Стефано А, Roinel Н, де Rouffignac С, Wittner М (1993). «Трансэпителиальный транспорт Ca2 + и Mg2 + в толстой кортикальной восходящей конечности петли Генле мыши является процессом, зависимым от напряжения». Почечная физиология и биохимия . 16 (4): 157–66. DOI : 10.1159 / 000173762 . PMID 7689239 . 
  89. ^ Де Rouffignac C, Quamme G (апрель 1994). «Почечная обработка магния и его гормональный контроль». Физиологические обзоры . 74 (2): 305–22. DOI : 10.1152 / Physrev.1994.74.2.305 . PMID 8171116 . 
  90. ^ Weber S, Hoffmann K, Jeck N, Saar K, Boeswald M, Kuwertz-Broeking E, Meij II, Knoers NV, Cochat P, Suláková T, Bonzel KE, Soergel M, Manz F, Schaerer K, Seyberth HW, Reis A , Конрад М. (июнь 2000 г.). «Семейная гипомагниемия с гиперкальциурией и нефрокальцинозом отображается на хромосоме 3q27 и связана с мутациями в гене PCLN-1» . Европейский журнал генетики человека . 8 (6): 414–22. DOI : 10.1038 / sj.ejhg.5200475 . PMID 10878661 . 
  91. ^ Weber S, Schneider L, Peters M, Misselwitz J, Rönnefarth G, Böswald M, Bonzel KE, Seeman T, Suláková T, Kuwertz-Bröking E, Gregoric A, Palcoux JB, Tasic V, Manz F, Schärer K, Seyberth HW , Конрад М. (сентябрь 2001 г.). «Новые мутации парацеллина-1 в 25 семьях с семейной гипомагниемией с гиперкальциурией и нефрокальцинозом». Журнал Американского общества нефрологов . 12 (9): 1872–81. PMID 11518780 . 
  92. ^ а б Тутон А (2004). Клонирование и характеристика гена транспорта Mg 2+ A. thaliana (Диссертация). Школа биологических наук (Окленд: Оклендский университет).
  93. ^ Kurkdjian A, Guern, J. (1989). «Внутриклеточный pH: измерение и важность клеточной активности» . Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 40 : 271–303. DOI : 10.1146 / annurev.pp.40.060189.001415 .
  94. ^ Маршнера H (1995). Минеральное питание высших растений. (Сан-Диего: Academic Press) .