ABC taşıyıcılarının yapısal dinamikleri

ATP-bağlı kaset (ABC) taşıyıcı proteinleri, ATP bağlanma ve hidrolizinden elde ettikleri enerji ile hücresel zarlar üerinden madde geçisinde görev yaparlar. Karmaşık yapısal dinamikleri anlamak için üç farklı ABC taşıyıcı protein incelenmiştir: heterodimer peptit taşıyıcı TmrAB, kistik fibrosis transmembrane kondüktans regülatorü (CFTR) ve manganez iyon taşıyıcısı PsaBC. TmrAB proteini için kristal yapıların bolluğu, dört farklı konformasyon arasında Anizotropik Ağ Modeli-Langevin Dinamiği (ANM-LD) simülasyonları gerçekleştirilmesine imkan sağlamıştır. ATP bağlanma rezidüleri ve hücredışı kapılar arasındaki allosterik bağlantıları açığa çıkarılmıştır. Transfer Entropi (TE) sonuçları ise transmembran (TMD) ve nükleotit-bağlanma alanlarının translokasyon döngüsü boyunca olayların sürücüsü olduklarını göstermiştir. CFTR için ANM-LD simülasyonları gerçekleştirilmiştir. NBDlerdeki başlangıç hareketlerinin kapı bölgesi tarafından takip edildiği görülmüştür. Bu bölgeler arasındaki sebepsel ilişki, TE hesaplamaları ile de desteklenmiştir. CFTR ilaçları, ivacaftor ve lumacaftor karşılaştırılmıştır. Ivacaftorun yapı üzerinde ATP bağlanmasını ve kapı hareketini taklit eden global bir etkisi olduğu görülürken, lumacaftorun bağlandığı TM1, 2, 3 ve 6ya etki ettiği görülmüştür. Manganez iyon taşıyıcısı da TE hesapları ile karakterize edilmiş ve deneysel olarak test edilebilecek tahminler yapılmıştır. Yeni kapı rezidüleri tahmin edilmiş ve transmembran helix 8 üzerinde bir allosterik cep bulunmuştur. TE hesapları farklı ABC taşıyıcıları arasındaki dinamik davranış farklarını ve benzerliklerini göstermiştir. Tip 1 taşıyıcılar, içe dönükken TMDler tarafından sürülürken, dışa dönükken NBD ve sübstrat bağlayan protein (SBP) tarafından sürülmektedir. Tip II taşıyıcılar hep NBDler tarafından kontrol edilmektedir. Tip IV taşıyıcılar ise daha çok farklılık göstermekle beraber içe dönükken TMDler, dışa dönükken NBDler tarafından sürülmektedir. Dinamik karakterizasyon metodları, ABC taşıyıcılar için yeni bir sınıflandırma için umut vermektedir.