Los miembros de la familia de simportadores de soluto:sodio (SSS) (TC# 2.A.21) catalizan el simportador de soluto:Na + . La familia SSS está dentro de la superfamilia APC . [2] Los solutos transportados pueden ser azúcares, aminoácidos, organocationes como colina, nucleósidos, inositoles, vitaminas, urea o aniones, dependiendo del sistema. Se han identificado miembros de la familia SSS en bacterias, arqueas y eucariotas. Casi todos los miembros funcionalmente bien caracterizados catalizan normalmente la captación de soluto a través del simportador de Na + .
El cotransporte de sodio/sustrato es un mecanismo generalizado de transporte de solutos a través de las membranas citoplasmáticas de las células procariotas y eucariotas. La energía almacenada en un gradiente electroquímico de sodio dirigido hacia adentro, la fuerza motriz de sodio (SMF), se utiliza para impulsar la acumulación de solutos en contra de un gradiente de concentración. La SMF es generada por bombas de sodio primarias (por ejemplo, las ATPasas de sodio/potasio, los complejos de la cadena respiratoria de translocación de sodio) o por medio de la acción de los antiportadores de sodio/protón. Los transportadores de sodio/sustrato se agrupan en diferentes familias según las similitudes de secuencia. [3] [4]
El cotransportador de multivitaminas placentario humano cotransporta una vitamina aniónica con dos Na + . En el cotransportador de Na + :D-glucosa del conejo, SGLT1, la vía de translocación de glucosa probablemente involucra a los TMS 10-13, y el sitio de unión para el inhibidor, la florizina , involucra al bucle 13 (residuos 604-610). La unión de cationes en el dominio N-terminal puede inducir cambios conformacionales relacionados con el transporte. Una tirosina conservada en el primer segmento transmembrana de los cotransportadores de soluto:sodio está involucrada en el cotransporte de sustrato acoplado a Na + . [5] Los aspectos mecanísticos de los sitios de unión de Na + en cotransportadores de pliegues similares a LeuT se han discutido en detalle. [6] [7]
En el homólogo humano ( hSGLT1 ), H + puede reemplazar a Na + , pero la afinidad aparente por la glucosa se reduce 20x de 0,3 mM a 6 mM. La afinidad aparente por H + es 6 μM, 1000x mayor que por Na + (6 mM). La estequiometría de transporte es 1 glucosa por 2 Na + o H + . Si Asp204 es reemplazado por glutamato (D204E), la afinidad aparente por H + aumenta >20x sin cambios en la afinidad aparente por Na + . La mutación D204N o D204C promueve corrientes H + sensibles a la florizina que son 10x mayores que las corrientes Na + , y la estequiometría glucosa:H + es entonces tan grande como 1:145. El sistema mutante se comporta así como un canal H + regulado por glucosa . [8]
Las proteínas del SSS varían en tamaño desde aproximadamente 400 residuos a aproximadamente 700 residuos y probablemente poseen de trece a quince supuestos puentes helicoidales transmembrana (TMS). Generalmente comparten un núcleo de 13 TMS, pero diferentes miembros de la familia tienen diferentes números de TMS. Una topología de 13 TMS con un extremo N periplásmico y un extremo C citoplasmático se ha determinado experimentalmente para el simportador prolina:Na + , PutP, de E. coli . [9] Los residuos importantes para el sustrato y la unión de Na + en PutP se encuentran en los TMS 2, 7 y 9, así como en los bucles adyacentes. [10] Se ha establecido una topología de 14 TMS con extremos N y C periplásmicos para el transportador SglT de Vibrio parahaemolyticus . SglT transporta azúcar:Na con una estequiometría de 1:1. Sin embargo, el MctP de Rhizobium leguminosarum puede absorber monocarboxilatos a través de un mecanismo de simportación de H + , ya que no se pudo demostrar una dependencia de Na + y la absorción fue fuertemente inhibida por 10 μM de CCP .
Faham et al., (2008) informaron sobre la estructura cristalina de un miembro de la familia de simportadores de soluto:sodio (SSS), el simportador de sodio:galactosa de Vibrio parahaemolyticus , vSGLT ( 2XQ2 , 3DH4 ). La estructura de aproximadamente 3,0 angstroms contiene 14 hélices α transmembrana en una conformación orientada hacia adentro con una estructura central de repeticiones invertidas de 5 hélices TM (TM2 a TM6 y TM7 a TM11). La galactosa está unida en el centro del núcleo, ocluida de las soluciones externas por residuos hidrofóbicos. La arquitectura del núcleo es similar a la del transportador de leucina (LeuT) (TC# 2.A.22.4.2) de la familia NSS . El modelado de la conformación orientada hacia afuera basada en la estructura LeuT, junto con datos biofísicos, proporcionó información sobre los reordenamientos estructurales para el transporte activo. [11]
Algunas quinasas sensoras bacterianas (p. ej., 2.A.21.9.1) tienen dominios sensores N-terminales, 12 TMS, que regulan los dominios quinasas C-terminales. Estos últimos son homólogos al dominio quinasa de NtrB y otras quinasas sensoras. [12] Los dominios sensores N-terminales son homólogos, pero distantemente relacionados con los miembros del SSS. Los homólogos más cercanos son PutP de E. coli (2.A.21.2.1) y PanF de E. coli (2.A.21.1.1). Los dominios reguladores homólogos se encuentran en las especies Agrobacterium , Mesorhizobium , Sinorhizobium , Vibrio cholerae y Bacillus . Si bien está claro que estos dominios funcionan como sensores, no se sabe si también transportan las pequeñas moléculas que detectan.
La reacción de transporte generalizada habitualmente catalizada por los miembros de esta familia es: [7]
soluto (salida) + nNa + (salida) → soluto (entrada) + nNa + (entrada).
Un modelo de unión ordenada del transporte de sodio/sustrato sugiere que el sodio se une primero al transportador vacío, lo que induce una alteración conformacional que aumenta la afinidad del transportador por el soluto. La formación del complejo ternario induce otro cambio estructural que expone el sodio y el sustrato al otro sitio de la membrana. El sustrato y el sodio se liberan y el transportador vacío se reorienta en la membrana, lo que permite que el ciclo comience de nuevo. [10]
Las proteínas que pertenecen a la familia SSS se pueden encontrar en la base de datos de clasificación de transportadores.
AIT; SLC5A1 ; SLC5A10; SLC5A11; SLC5A12 ; SLC5A2 ; SLC5A3 ; SLC5A4 ; SLC5A5 ; SLC5A6 ; SLC5A7 ; SLC5A8 ; SLC5A9
