La familia de antiportadores monovalentes de catión (K + o Na + ):protones-3 (CPA3) (TC# 2.A.63) es un miembro de la superfamilia Mrp transportadora de Na + . La familia CPA3 consta de antiportadores bacterianos multicomponentes K + :H + y Na + :H + . Los sistemas mejor caracterizados son el sistema PhaABCDEFG de Sinorhizobium meliloti (TC# 2.A.63.1.1) que funciona en la adaptación del pH y como un sistema de eflujo de K + , y el sistema MnhABCDEFG de Staphylococcus aureus (TC# 2.A.63.1.3) que funciona como un antiportador de eflujo de Na + Na + :H + . [1]
Anteriormente se había informado de un sistema homólogo, pero solo parcialmente secuenciado, que catalizaba el antitransporte Na + :H + en una cepa alcalófila de Bacillus . PhaA y PhaD son homólogas respectivamente a las subunidades ND5 y ND4 de la NADH:ubiquinona oxidorreductasa que bombea H + (TC #3.D.1). Las subunidades proteicas homólogas de la NADH:quinona oxidorreductasa de E. coli pueden reemplazar funcionalmente a MrpA y MrpD en Bacillus subtilis . [2]
Los homólogos de PhaA, B, C y D y Nha1, 2, 3 y 4 de una cepa alcalófila de Bacillus son los genes Yuf(Mrp)T, U, V y D de Bacillus subtilis . En este sistema, se cree que YufT es responsable de la actividad antiportadora Na + :H + , pero no tiene actividad en ausencia de otros constituyentes del operón. [3]
Las siete proteínas Pha tienen los siguientes tamaños (en #aas) y exhiben los siguientes números putativos de enlaces transmembrana α-helicoidales (TMS):
Se predice que todas serán proteínas de membrana integrales.
Los valores correspondientes para el sistema Mnh de S. aureus son: [4]
En vista de la complejidad del sistema, la gran variación en la estructura de las subunidades y la homología con los componentes proteicos de la familia NDH, no se puede descartar un mecanismo de acoplamiento energético complicado, que posiblemente involucre una reacción redox.
El Na + o el Li + sí lo hacen, pero el K + , el Ca2 + y el Mg2 + no, y ello favorece un antiportador significativo por parte de los sistemas bacterianos Gram-positivos (TC# 2.A.6.3.1.2 y TC# 2.A.6.3.1.3). [5] Los antiportadores Na + (Li + )/H + tienen pH óptimos alcalinos y valores aparentes de Km para Na + que se encuentran entre los más bajos informados para los antiportadores bacterianos Na + /H + . El antiportador Na + /H + consume la pmf y, por lo tanto, es probablemente electrogénico. [5]
YufF (MrpF) parece catalizar el eflujo de colato , posiblemente por un mecanismo de simportación de Na + . [6] Desempeña un papel importante en la extrusión de Na + y es necesario para el inicio de la esporulación. [3] [7] [8] Además, otro componente del operón, MrpF (equivalente a PhaF de R. meliloti ) ha sido implicado en el eflujo de colina y Na + . [8] Se ha demostrado que las proteínas MrpA-G de B. subtilis están presentes en un único complejo multicomponente. [9] Proporcionan actividad antiportación de Na + /H + y funcionan en la resistencia a múltiples compuestos y la homeostasis del pH. [3]
La reacción generalizada que se cree que es catalizada por los miembros de la familia CPA3 es:
[K + o Na + ] (entrada) + H + (salida) ⇌ [K + o Na + ] (salida) + H + (entrada).
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