Atomistic Mechanism of Large-Scale Conformational Transition in a Heterodimeric ABC Exporter
Notice bibliographique
Résumé
ATP-binding cassette (ABC) transporters are ATP-driven molecular machines, in which ATP binding and hydrolysis in the nucleotide-binding domains (NBDs) is chemomechanically coupled to large-scale, alternating access conformational changes in the transmembrane domains (TMDs), ultimately leading to the translocation of substrates across biological membranes. The precise nature of the structural dynamics behind the large-scale conformational transition as well as the coupling of NBD and TMD motions is still unresolved. In this work, we combine all-atom molecular dynamics (MD) simulations with electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy to unravel the atomic-level mechanism of the dynamic conformational transitions underlying the functional working cycle of the heterodimeric ABC exporter TM287/288. Extensive multimicrosecond simulations in an explicit membrane/water environment show how in response to ATP binding, TM287/288 undergoes spontaneous conformational transitions from the inward-facing (IF) state via an occluded (Occ) intermediate to an outward-facing (OF) state. The latter two states have thus far not been characterized at atomic level. ATP-induced tightening of the NBD dimer involves closing and reorientation of the two NBD monomers concomitant with a closure of the intracellular TMD gate, which leads to the occluded state. Subsequently, opening at the extracellular TMD gate yields the OF conformer. The obtained mechanism imposes NBD-TMD coupling via a tight orchestration of conformational transitions, between both the two domains and also within the TMDs, ensuring that the cytoplasmic and periplasmic gate regions are never open simultaneously.
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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 |
Scores machine (provisoires)
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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 ».