group translocation细胞膜物质运送的方式之一。指一类既需特异性载体蛋白的参与,又需 耗能的一种物质运送方式,其特点是溶质在运送前后还会发生分子结构的变 化,因此不同于一般的主动运送。基团移位主要用于运送各种糖类(葡萄糖、 果糖、甘露糖和N-乙酰葡糖胺等)、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等物质。其运送 机制在大肠埃希氏菌(Escherichia coli)中研究得较为清楚,主要靠磷酸转移酶 系统即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统进行。此系统由24种蛋白 组成,运送某一具体糖至少有4种蛋白参与。其特点是每输入一个葡萄糖分 子,就要消耗一个ATP的能量。具体运送分两步进行(见图)。
基团转移示意图
1.热稳载体蛋白(HPr)的激活:细胞内高能化合物——磷酸烯醇式丙酮 酸(PEP)的磷酸基团通过酶I的作用而把HPr激活,即
HPr是一种低相对分子质量的可溶性蛋白,结合在细胞膜上,起着高能 磷酸载体的作用。酶Ⅰ是一种可溶性细胞质蛋白。HPr和酶I在磷酸转移 酶系统中,均无底物特异性。
2.糖经磷酸化而运入细胞膜内:膜外环境中的糖分子先与细胞膜外表面 上的底物特异膜蛋白——酶Ⅱc结合,接着糖分子被由P~HPr→酶Ⅱa→酶Ⅱb 逐级传递来的磷酸基团激活,最后通过酶Ⅱc再把这一磷酸糖释放到细胞质中。
由上可知,酶Ⅱ共有3种,其中Ⅱa为细胞质蛋白,无底物特异性,而 Ⅱb和Ⅱc均为膜蛋白,它们对底物具有特异性,可通过诱导产生,因此种类很 多。在大肠埃希氏菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和巴氏梭菌(Clostridium pasteurianum)中,葡萄糖 就是通过基团移位方式自外环境运送入细胞内的。