Les structures des transporteurs mitochondrial ADP/ATP de levure soutiennent un mécanisme de transport d'accès alterné basé sur des domaines

Le transporteur mitochondrial ADP/ATP importe l'ADP du cytosol et exporte l'ATP de la matrice mitochondriale. Le transporteur fonctionne par un mécanisme non résolu entre l'état cytoplasmique, dans lequel le transporteur accepte l'ADP du cytoplasme, et l'état matriciel, dans lequel il accepte l'ATP de la matrice mitochondriale. Ici, nous présentons les structures des transporteurs ADP/ATP de levure Aac2p et Aac3p dans l'état cytoplasmique. Les transporteurs ont trois domaines et sont fermés du côté matrice par trois interactions entre les domaines sous forme de ponts salins, dont l'une est soutenue par un résidu de glutamine. Les soutiens de glutamine sont conservés dans les transporteurs mitochondriaux et contribuent à une barrière énergétique, empêchant la conversion à l'état matriciel à moins qu'une liaison au substrat ne se produise. Du côté cytoplasmique, un second réseau de ponts salins se forme durant le cycle de transport, comme le démontre l'analyse fonctionnelle de mutants avec des réseaux de charges inversées. Les analyses des structures des domaines et des propriétés des interfaces interdomaines indiquent que l'interconversion entre les états implique le mouvement des hélices α de numérotation paire à travers les surfaces des hélices α de numérotation impaire par rotation des domaines. Les hélices α de numérotation impaire ont une forme en L, avec des résidus de proline ou de sérine aux courbures, ce qui fonctionne comme un bras de levier, reliant la disruption induite par le substrat du réseau matriciel à la formation du réseau cytoplasmique. Le mouvement simultané de trois domaines autour d'un chemin de translocation central constitue un mécanisme unique parmi les protéines de transport. Ces découvertes fournissent une description structurelle du transport par les protéines porteuses mitochondriales, conforme à un mécanisme d'accès alterné.