カリウムとK+/H+交換体Kha1pがApoFet3pマルチ銅フェロキシダーゼへの銅の結合を促進する

Potassium and the K+/H+ Exchanger Kha1p Promote Binding of Copper to ApoFet3p Multi-copper Ferroxidase.

• Xiaobin Wu
• Heejeong Kim
• Javier Seravalli
• Joseph J Barycki
• P John Hart
• David W Gohara
• Enrico Di Cera
• Won Hee Jung
• Daniel J Kosman
• Jaekwon Lee

抄録

金属イオンの獲得と分配は、多くの生物学的プロセスを支えている。ここでは、酵母サッカロミセス・セレビシエの呼吸成長と鉄の獲得が、K(+)/H(+)交換体であるKha1pを介して、トランスゴルジネットワークへのカリウム(K(+)のコンパートメント化に依存していることを示しています。トランスゴルジネットワークのK(+)は、Fet3pマルチ銅フェロキシダーゼへの銅の結合を容易にします。K(+)の効果は、Fet3pとの安定した結合や分泌経路の特性の変化に依存しない。このデータは、K(+)が核酸の折り畳みにおけるカチオンのそれに似た役割であるFet3pの成熟における化学的因子として作用することを示唆している。また、鉄に特異的な転写因子を介して鉄の制限に応答して KHA1 遺伝子がアップレギュレーションされることから、K(+)のコンパートメント化が細胞内の鉄の恒常性と関連していることが示唆された。本研究では、銅とapoFet3pとの結合におけるK(+)の機能的役割を明らかにし、酵母の鉄取り込みに関わる新しい分子因子として分泌経路におけるK(+)/H(+)交換体を同定した。

Acquisition and distribution of metal ions support a number of biological processes. Here we show that respiratory growth of and iron acquisition by the yeast Saccharomyces cerevisiae relies on potassium (K(+)) compartmentalization to the trans-Golgi network via Kha1p, a K(+)/H(+) exchanger. K(+) in the trans-Golgi network facilitates binding of copper to the Fet3p multi-copper ferroxidase. The effect of K(+) is not dependent on stable binding with Fet3p or alteration of the characteristics of the secretory pathway. The data suggest that K(+) acts as a chemical factor in Fet3p maturation, a role similar to that of cations in folding of nucleic acids. Up-regulation of KHA1 gene in response to iron limitation via iron-specific transcription factors indicates that K(+) compartmentalization is linked to cellular iron homeostasis. Our study reveals a novel functional role of K(+) in the binding of copper to apoFet3p and identifies a K(+)/H(+) exchanger at the secretory pathway as a new molecular factor associated with iron uptake in yeast.

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