1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Микробиология
  4. T. 92, № 3, 2023

Микробиология, 2023, T. 92, № 3, стр. 329-334

Влияние мутаций в экстрацитозольном домене H+-атфазы плазматической мембраны дрожжей Saccharomyces cerevisiae на ее активность и регуляцию

В. В. Петров *

ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований РАН”, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН
142290 Пущино, Россия

* E-mail: vpetrov07@gmail.com

Поступила в редакцию 30.11.2022
После доработки 21.01.2023
Принята к публикации 23.01.2023

Аннотация

H+-АТФаза плазматической мембраны (PMA1), ключевой фермент метаболизма дрожжей, подвергается множественному фосфорилированию во время биогенеза и функционирования. При этом происходит активация АТФазы – феномен, названный глюкозным эффектом. В работе использовали сайт-направленный мутагенез для определения функциональной роли потенциально фосфорилируемых аминокислотных остатков в экстрацитозольной петле L9-10 (846-SENWTD). Мутантные формы фермента были экспрессированы на уровне плазматической мембраны для определения АТФазной активности и влияния мутаций на биогенез фермента. Иммуноблоттинг показал, что экспрессия мутантных форм АТФазы не была существенно нарушена. Базовая активность (в отсутствие глюкозы) мутантных форм фермента незначительно отличалась от таковой дикого типа; в то же время регуляция ферментов Е847А, Т850А и D851A была нарушена и степень активации глюкозой снижалась в 2‒2.5 раза. Мутант S846A, напротив, обладал повышенной базовой активностью и сохранял способность активироваться. Данные указывают на то, что эти остатки (особенно Ser-846, Thr-850 и Asp-851) важны для нормального функционирования РМА1 и ее регулирования глюкозой.

Ключевые слова: глюкозная активация, РМА1 Н+-АТФаза, плазматическая мембрана, Saccharomyces cerevisiae, дрожжи

Список литературы

  1. Петров В.В. Точечные мутации в Pma1 Н+-АТРазе дрожжей Saccharomyces cerevisiae: влияние на ее экспрессию и активность // Биохимия. 2010. Т. 75. С. 1170‒1180.

  2. Petrov V.V. Point mutations in Pma1 H+-ATPase of Saccharomyces cerevisiae: influence on its expression and activity // Biochemistry (Moscow). 2010. V. 75. P. 1055‒1063.

  3. Петров В.В. Роль петли L5-6, соединяющей мембранные сегменты М5 и М6, в биогенезе и функционировании Pma1 H+-АТРазы дрожжей // Биохимия. 2015. Т. 80. С. 41‒58.

  4. Petrov V.V. Role of loop L5-6 connecting transmembrane segments M5 and M6 in biogenesis and functioning of yeast Pma1 H+-ATPase // Biochemistry (Moscow). 2015. V. 80. P. 31‒44.

  5. Ambesi A., Miranda M., Petrov V.V., Slayman C.W. Biogenesis and function of the yeast plasma-membrane H+-ATPase // J. Exp. Biol. 2000. V. 203. P. 156‒160.

  6. Chang A., Slayman C.W. Maturation of the yeast plasma membrane [H+]ATPase involves phosphorylation during intracellular transport // J. Cell. Biol. 1991. V. 115. P. 289‒295.

  7. Guerra G., Petrov V.V., Allen K.E., Miranda M., Pardo J.P., Slayman C.W. Role of transmembrane segment M8 in the biogenesis and function of yeast plasma-membrane H+-ATPase // Biochim. Biophys. Acta. 2007. V. 1768. P. 2383‒2392.

  8. Heit S., Geurts M.M.G., Murphy B.J., Corey R.A., Mills D.J., Kühlbrandt W, Bublitz M. Structure of the hexameric fungal plasma membrane proton pump in its autoinhibited state // Sci. Adv. 2021. V. 7. Art. eabj5255. https://doi.org/10.1126/sciadv.abj5255

  9. Lecchi S., Allen K.E., Pardo J.P., Mason A.B., Slayman C.W. Conformational changes of yeast plasma membrane H+-ATPase during activation by glucose: role of threonine-912 in the carboxy-terminal tail // Biochemistry. 2005. V. 44. P. 16624‒16632.

  10. Lecchi S., Nelson C.J., Allen K.E., Swaney D.L., Thompson K.L., Coon J.J., Sussman M.R., Slayman C.W. Tandem phosphorylation of Ser-911 and Thr-912 at the C terminus of yeast plasma membrane H+-ATPase leads to glucose-dependent activation // J. Biol. Chem. 2007. V. 282. P. 35471‒35481.

  11. Mazon M.J., Eraso P., Portillo F. Specific phosphoantibodies reveal two phosphorylation sites in yeast Pma1 in response to glucose // FEMS Yeast Res. 2015. V. 15. P. 1‒9.

  12. Miranda M., Pardo J.P., Petrov V.V. Structure-function relationships in membrane segment 6 of the yeast plasma membrane Pma1 H+-ATPase // Biochim. Biophys. Acta. 2011. V. 1808. P. 1781‒1789.

  13. Petrov V.V. Point mutations in the extracytosolic loop between transmembrane segments M5 and M6 of the yeast Pma1 H+-ATPase: alanine-scanning mutagenesis // J. Biomol. Struct. Dynam. 2015. V. 33. P. 70‒84.

  14. Petrov V.V., Padmanabha K.P., Nakamoto R.K., Allen K.E., Slayman C.W. Functional role of charged residues in the transmembrane segments of the yeast plasma membrane H+-ATPase // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 15709‒15716.

  15. Serrano R. In vivo glucose activation of the yeast plasma membrane ATPase // FEBS Lett. 1983. V. 156. P. 11‒14.

  16. Seto-Young D., Na S., Monk B.C., Haber J.F., Perlin D.S. Mutational analysis of the first exracellular loop region of the H+-ATPase from Saccharomyces cerevisiae // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 23988‒23995.

  17. Tomashevsky A.A., Petrov V.V. Point mutations in the different domains of the Saccharomyces cerevisiae plasma membrane PMA1 ATPase cause redistribution among fractions of inorganic polyphosphates // J. Biomol. Struct. Dyn. 2022. V. 40. P. 635‒647. https://doi.org/10.1080/07391102.2020.1815582

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Микробиология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал