Intrinsic Conformational Plasticity of Native EmrE Provides a Pathway for Multidrug Resistance
Notice bibliographique
Résumé
EmrE is a multidrug resistance efflux pump with specificity to a wide range of antibiotics and antiseptics. To obtain atomic-scale insight into the attributes of the native state that encodes the broad specificity, we used a hybrid of solution and solid-state NMR methods in lipid bilayers and bicelles. Our results indicate that the native EmrE dimer oscillates between inward and outward facing structural conformations at an exchange rate (k(ex)) of ~300 s(-1) at 37 °C (millisecond motions), which is ~50-fold faster relative to the tetraphenylphosphonium (TPP(+)) substrate-bound form of the protein. These observables provide quantitative evidence that the rate-limiting step in the TPP(+) transport cycle is not the outward-inward conformational change in the absence of drug. In addition, using differential scanning calorimetry, we found that the width of the gel-to-liquid crystalline phase transition was 2 °C broader in the absence of the TPP(+) substrate versus its presence, which suggested that changes in transporter dynamics can impact the phase properties of the membrane. Interestingly, experiments with cross-linked EmrE showed that the millisecond inward-open to outward-open dynamics was not the culprit of the broadening. Instead, the calorimetry and NMR data supported the conclusion that faster time scale structural dynamics (nanosecond-microsecond) were the source and therefore impart the conformationally plastic character of native EmrE capable of binding structurally diverse substrates. These findings provide a clear example how differences in membrane protein transporter structural dynamics between drug-free and bound states can have a direct impact on the physical properties of the lipid bilayer in an allosteric fashion.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».