El volteo de los lípidos integrados en la membrana que contienen grandes cabezas polares es un proceso lento y energéticamente desfavorable, cuyo mecanismo hasta hace poco era en gran medida desconocido. Este proceso es catalizado por las ATPasas transmembranales denominadas flippasas , y es esencial para mantener la asimetría de los lípidos de la membrana, la señalización, la formación de vesículas y la regulación de la actividad de la proteína de la membrana.
Tres estructuras recientemente publicadas de la flipasa bacteriana PglK proporcionan un mecanismo interesante sobre cómo podrían funcionar las flippasas:
La apo-conformación del homodímero de flipasa (indicado en naranja y gris arriba, izquierda ) forma una gran cavidad hacia el lado citoplásmico (indicado en verde). La otra conformación que está unida a ADP ( derecha ) adopta una estructura completamente diferente, y forma una cavidad más grande que se abre hacia el espacio periplásmico. Esta Flippase particular también contiene una hélice externa (en caja ) que también forma un pequeño surco hidrofóbico. Esta región puede reconocer la cola lipídica del oligosacárido ligado a lípidos (LLO), que se muestra en el centro para referencia de tamaño.
Entonces, ¿cómo funciona la flippase? En base a diversos estudios bioquímicos y estructurales, los autores han propuesto el siguiente mecanismo:
a) El homodímero de flipasa tiene tres características estructurales principales: un sitio de unión de nucleótidos, un bolsillo con carga positiva dentro de las hélices que abarcan la membrana y una hélice externa.
b) Una vez que la cola lipídica de la LLO se une a la hélice externa del dímero de flipasa, promueve el intercambio de ADP / ATP y genera un estado de dímero abierto hacia afuera .
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c) La cabeza de pirofosfato-oligosacárido de la LLO entra en la cavidad del dímero con carga positiva.
d) Tras la hidrólisis de ATP, el dímero vuelve a la conformación ocluida hacia afuera que comprime la región de la cabeza de LLO hacia el lado exterior de la membrana.
e) La cola de LLO se disocia de la flipasa y se extiende al lado citoplásmico (es decir, opuesto) de la membrana.
Fuentes:
- Estructura y mecanismo de una flipasa de oligosacárido ligada a lípidos activa
- Biología estructural: gimnasia lipídica
