АТФазы P-типа , также известные как АТФазы E 1 -E 2 , представляют собой большую группу эволюционно связанных ионных и липидных насосов, которые встречаются у бактерий , архей и эукариот . [1] АТФазы P-типа представляют собой первичные транспортеры с α-спиральными пучками , названные в зависимости от их способности катализировать ауто- (или само-) фосфорилирование (отсюда P) ключевого консервативного остатка аспартата в насосе и их источника энергии, аденозинтрифосфата (АТФ). Кроме того, все они, по-видимому, взаимопревращаются по крайней мере между двумя различными конформациями, обозначенными как E 1 и E 2 . [2] АТФазы P-типа относятся к суперсемейству АТФаз P-типа (P-АТФазы) (TC# 3.A.3), которое по состоянию на начало 2016 года включает 20 различных семейств белков.
Большинство членов этого суперсемейства транспортеров катализируют захват и/или отток катионов, однако одно подсемейство, флиппазы (TC# 3.A.3.8), участвует в переворачивании фосфолипидов для поддержания асимметричной природы биомембраны .
У людей АТФазы P-типа служат основой для нервных импульсов , расслабления мышц, секреции и всасывания в почках , всасывания питательных веществ в кишечнике и других физиологических процессов. Яркими примерами АТФаз P-типа являются натрий-калиевый насос (Na + /K + -АТФаза), протон-калиевый насос (H + /K + -АТФаза), кальциевый насос (Ca2 + -АТФаза) и протонный насос плазматической мембраны (H + -АТФаза) растений и грибов.
Обобщенная реакция для АТФаз P-типа:
nЛиганд 1 (внешний) + mlиганд 2 (входящий) + АТФ → nЛиганд 1 (входящий) + mlиганд 2 (входящий) + АДФ + Pi .
где лигандом может быть как ион металла, так и молекула фосфолипида.
Первой открытой АТФазой P-типа была Na + /K + -АТФаза , которую лауреат Нобелевской премии Йенс Кристиан Скоу выделил в 1957 году. [3] Na + /K + -АТФаза была лишь первым членом большого и все еще растущего семейства белков (см. Swiss-Prot Prosite мотив PS00154).
АТФазы P-типа имеют одну каталитическую субъединицу 70–140 кДа. Каталитическая субъединица гидролизует АТФ, содержит сайт фосфорилирования аспартила и сайты связывания для транспортируемого лиганда(ов) и катализирует транспорт ионов. Различные подсемейства АТФаз P-типа также нуждаются в дополнительных субъединицах для правильной работы. Дополнительные субъединицы, которые не обладают каталитической активностью, присутствуют в комплексах АТФаз P1A, P2A, P2C и P4 АТФаз. Например, каталитическая альфа-субъединица Na + /K + -АТФазы состоит из двух дополнительных субъединиц, бета и гамма, которые участвуют в транспортировке, сворачивании и регуляции этих насосов. Первой кристаллизованной АТФазой P-типа была SERCA1a , сарко(эндо)плазматическая ретикулумная Ca 2+ -АТФаза быстро сокращающейся мышцы взрослого кролика . [4] Общепризнано, что структура SERCA1a является типичной для суперсемейства АТФаз P-типа. [5]
Каталитическая субъединица АТФаз P-типа состоит из цитоплазматической секции и трансмембранной секции с сайтами связывания для транспортируемого лиганда(ов). Цитоплазматическая секция состоит из трех цитоплазматических доменов, обозначенных как домены P, N и A, содержащих более половины массы белка.
Трансмембранный участок ( домен M ) обычно имеет десять трансмембранных спиралей (M1-M10), при этом сайты связывания для транспортируемых лигандов расположены вблизи средней точки бислоя. Хотя большинство подсемейств имеют 10 трансмембранных спиралей, есть некоторые заметные исключения. Предполагается, что АТФазы P1A имеют 7, а большое подсемейство насосов тяжелых металлов P1B) имеет 8 трансмембранных спиралей. АТФазы P5, по-видимому, имеют в общей сложности 12 трансмембранных спиралей.
Общим для всех АТФаз P-типа является ядро из 6 трансмембранных сегментов (также называемое «транспортным (T) доменом»; M1-M6 в SERCA), которое содержит сайты связывания для транслоцированного лиганда(ов). Лиганд(ы) входят через полуканал в сайт связывания и выходят с другой стороны мембраны через другой полуканал.
Различия между АТФазами P-типа заключаются в дополнительном количестве трансмембранных сегментов (также называемых «опорным (S) доменом»), которое в разных подсемействах варьируется от 2 до 6. Дополнительные трансмембранные сегменты, вероятно, обеспечивают структурную поддержку домена T и также могут иметь специализированные функции.
Домен P содержит канонический остаток аспарагиновой кислоты, фосфорилированный (в консервативном мотиве DKTGT; «D» — однобуквенное сокращение аминокислоты аспартат) во время цикла реакции. Он состоит из двух частей, далеко разделенных последовательностью. Эти две части собираются в семицепочечный параллельный β-слой с восемью короткими связанными α-спиралями, образуя складку Россмана .
Складчатая структура и расположение критических аминокислот для фосфорилирования в АТФазах P-типа имеют складчатую структуру, характерную для суперсемейства дегалогеназ галоидных кислот (HAD) , как и предсказывает гомология последовательностей. Суперсемейство HAD функционирует на общей теме образования аспартатного эфира по механизму реакции S N 2. Эта реакция S N 2 четко наблюдается в решенной структуре SERCA с АДФ плюс AlF 4 − . [6]
Домен N служит встроенной протеинкиназой, которая функционирует для фосфорилирования домена P. Домен N вставлен между двумя сегментами домена P и образован семицепочечным антипараллельным β-слоем между двумя спиральными пучками. Этот домен содержит АТФ-связывающий карман, направленный в сторону растворителя вблизи домена P.
Домен A служит встроенной протеинфосфатазой, которая функционирует для дефосфорилирования фосфорилированного домена P. Домен A является самым маленьким из трех цитоплазматических доменов. Он состоит из искаженной структуры рулета-желе и двух коротких спиралей. Это домен-актуатор, модулирующий окклюзию транспортируемого лиганда(ов) в трансмембранных сайтах связывания, и он является стержнем в переносе энергии от гидролиза АТФ в цитоплазматических доменах к векторному транспорту катионов в трансмембранном домене. Домен A дефосфорилирует домен P как часть реакционного цикла, используя высококонсервативный мотив TGES, расположенный на одном конце рулета-желе.
Некоторые члены семейства АТФаз P-типа имеют дополнительные регуляторные (R) домены, слитые с насосом. Насосы тяжелых металлов P1B могут иметь несколько N- и C-концевых доменов связывания тяжелых металлов , которые, как было обнаружено, участвуют в регуляции. У АТФаз P2B Ca 2+ есть аутоинбитуризирующие домены в их аминоконцевых (растения) или карбоксиконцевых (животные) областях, которые содержат сайты связывания для кальмодулина , который в присутствии Ca 2+ активирует АТФазы P2B, нейтрализуя терминальное ограничение. У протонных насосов плазматической мембраны P3A есть C-концевой регуляторный домен, который, будучи нефосфорилированным, ингибирует насосную деятельность.
Все АТФазы P-типа используют энергию, полученную из АТФ, для управления транспортом. Они образуют высокоэнергетический промежуточный продукт аспартил-фосфоангидрид в реакционном цикле и взаимопревращаются по крайней мере между двумя различными конформациями, обозначенными как E 1 и E 2 . Обозначение E 1 -E 2 происходит из первоначальных исследований этого семейства ферментов, проведенных на Na + /K + -АТФазе, где натриевая форма и калиевая форма упоминаются как E 1 и E 2 , соответственно, в «схеме Пост-Альберса». Было доказано, что схема E 1 -E 2 работает, но существует более двух основных конформационных состояний. Обозначение E 1 -E 2 подчеркивает селективность фермента . В E 1 насос имеет высокое сродство к экспортируемому субстрату и низкое сродство к импортируемому субстрату. В E 2 он имеет низкое сродство к экспортируемому субстрату и высокое сродство к импортируемому субстрату. Четыре основных состояния фермента формируют краеугольные камни в цикле реакции. Несколько дополнительных промежуточных продуктов реакции вклиниваются. Они называются E 1 ~P, E 2 P, E 2 -P* и E 1 /E 2 . [7]
Гидролиз АТФ происходит в цитоплазматической головке на границе доменов N и P. Два участка ионов Mg образуют часть активного участка. Гидролиз АТФ тесно связан с транслокацией транспортируемого лиганда(ов) через мембрану, на расстоянии более 40 Å, доменом A.
Филогенетический анализ 159 последовательностей , проведенный в 1998 году Аксельсеном и Палмгреном, показал, что АТФазы P-типа можно разделить на пять подсемейств (типов; обозначенных как P1-P5), основываясь строго на консервативном ядре последовательности, за исключением высоковариабельных N- и C-концевых областей. [ 8] Чан и др. (2010) также проанализировали АТФазы P-типа во всех основных прокариотических типах, для которых были доступны данные о полной последовательности генома, и сравнили результаты с результатами для эукариотических АТФаз P-типа. [9] Филогенетический анализ сгруппировал белки независимо от организма, из которого они были выделены, и показал, что диверсификация семейства АТФаз P-типа произошла до разделения эубактерий , архей и эукариот . Это подчеркивает важность этого семейства белков для выживания клеток в условиях стресса. [8]
P1 АТФазы (или АТФазы типа I) состоят из АТФаз переходных/тяжелых металлов. Топологические АТФазы типа I (тяжелые металлы) P преобладают у прокариот (приблизительно в десять раз). [10]
АТФазы P1A (или тип IA) участвуют в импорте K + (TC# 3.A.3.7). Они являются атипичными АТФазами P-типа, поскольку, в отличие от других АТФаз P-типа, они функционируют как часть гетеротетрамерного комплекса (называемого KdpFABC), где фактический транспорт K + опосредован другим субкомпонентом комплекса.
P1B АТФазы (или АТФазы типа IB) участвуют в транспорте мягких кислот Льюиса : Cu + , Ag + , Cu 2+ , Zn 2+ , Cd 2+ , Pb 2+ и Co 2+ (TC#s 3.A.3.5 и 3.A.3.6). Они являются ключевыми элементами для устойчивости к металлам и гомеостаза металлов в широком спектре организмов.
Связывание металла с трансмембранными участками связывания металла (TM-MBS) в Cu + -АТФазах необходимо для фосфорилирования фермента и последующего транспорта. Однако Cu + не получает доступ к Cu + -АТФазам в свободной ( гидратированной ) форме, а связан с белком-шапероном . Изучалась доставка Cu + Cu + -шапероном Archaeoglobus fulgidus , CopZ (см. TC# 3.A.3.5.7), к соответствующей Cu + -АТФазе, CopA (TC# 3.A.3.5.30). [11] CopZ взаимодействовал с доменом(ами) связывания металла N-конца CopA (MBD) и доставлял металл в него. MBD, загруженные Cu + , действующие как доноры металла, не смогли активировать CopA или укороченный CopA, лишенный MBD. Наоборот, загруженный Cu + CopZ активировал конструкции CopA ATPase и CopA, в которых MBD были неспособны связывать Cu + . Кроме того, в условиях отсутствия оборота CopZ переносил Cu + в TM-MBS CopA, в котором MBD вообще отсутствовали. Таким образом, MBD могут выполнять регуляторную функцию, не участвуя напрямую в транспорте металлов, а шаперон доставляет Cu + непосредственно в трансмембранные транспортные сайты Cu + -ATPases. [11] Wu et al. (2008) определили структуры двух конструкций насоса Cu (CopA) из Archaeoglobus fulgidus с помощью криоэлектронной микроскопии трубчатых кристаллов, которая выявила общую архитектуру и доменную организацию молекулы. Они локализовали его N-концевой MBD в цитоплазматических доменах, которые используют гидролиз АТФ для управления транспортным циклом, и построили псевдоатомную модель, подгоняя существующие кристаллографические структуры под карты криоэлектронной микроскопии для CopA. Результаты также аналогичным образом предполагали Cu-зависимую регуляторную роль для MBD. [12]
В Archaeoglobus fulgidus CopA (TC# 3.A.3.5.7) инвариантные остатки в спиралях 6, 7 и 8 образуют два трансмембранных участка связывания металлов (TM-MBS). Они связывают Cu + с высоким сродством в тригональной плоской геометрии. Цитоплазматический шаперон Cu + CopZ переносит металл непосредственно в TM-MBS; однако загрузка обоих TM-MBS требует связывания нуклеотидов с ферментом. В соответствии с классическим механизмом транспорта АТФаз P-типа, занятие обоих трансмембранных участков цитоплазматическим Cu + является требованием для фосфорилирования фермента и последующего транспорта в периплазматическую или внеклеточную среду. Исследования транспорта показали, что большинство Cu + -АТФаз управляют цитоплазматическим оттоком Cu + , хотя и с совершенно разными скоростями транспорта в соответствии с их различными физиологическими ролями. Архетипичные Cu + -откачивающие насосы, ответственные за толерантность к Cu + , такие как Escherichia coli CopA, имеют скорость оборота в десять раз выше, чем те, которые участвуют в сборке купропротеина (или альтернативных функциях). Это объясняет неспособность последней группы вносить значительный вклад в отток металла, необходимый для выживания в средах с высоким содержанием меди. Были описаны структурные и механистические детали функции АТФазы P-типа, транспортирующей медь. [13]
P2 АТФазы (или АТФазы типа II) делятся на четыре группы. Топологические АТФазы типа II (специфичные для Na + , K + , H + Ca 2+ , Mg 2+ и фосфолипидов) преобладают у эукариот (примерно в два раза). [10]
P2A АТФазы (или АТФазы типа IIA) являются Ca 2+ АТФазами , которые транспортируют Ca 2+ . P2A АТФазы делятся на две группы. Члены первой группы называются сарко/эндоплазматический ретикулум Ca 2+ -АТФазами (также называемыми SERCA). Эти насосы имеют два участка связывания ионов Ca 2+ и часто регулируются ингибирующими вспомогательными белками, имеющими один трансмембранный охватывающий сегмент (например, фосфоламбан и сарколипин ). В клетке они расположены в саркоплазматическом или эндоплазматическом ретикулуме. SERCA1a является насосом типа IIA. Вторая группа АТФаз P2A называется Ca 2+ -АТФазами секреторного пути (также называемыми SPCA). Эти насосы имеют один участок связывания ионов Ca 2+ и расположены в секреторных пузырьках (животные) или вакуолярной мембране (грибы). (TC# 3.A.3.2)
Кристаллические структуры саркоплазматического/эндоплазматического ретикулума, кальциевые насосы которых работают под действием АТФ, можно обнаружить в RCSB. [14]
SERCA1a состоит из цитоплазматической секции и трансмембранной секции с двумя сайтами связывания Ca 2+ . Цитоплазматическая секция состоит из трех цитоплазматических доменов, обозначенных как домены P, N и A, содержащих более половины массы белка. Трансмембранная секция имеет десять трансмембранных спиралей (M1-M10), с двумя сайтами связывания Ca 2+ , расположенными вблизи средней точки бислоя. Сайты связывания образованы боковыми цепями и карбонилами основной цепи из M4, M5, M6 и M8. M4 раскручивается в этой области из-за консервативного пролина (P308). Это раскручивание M4 признано ключевой структурной особенностью АТФаз P-типа.
Имеются структуры для состояний E1 и E2 Ca2 + -АТФазы , показывающие, что связывание Ca2 + вызывает значительные изменения во всех трех цитоплазматических доменах относительно друг друга. [15]
В случае SERCA1a энергия от АТФ используется для транспортировки 2 ионов Ca 2+ с цитоплазматической стороны в просвет саркоплазматического ретикулума и для контртранспорта 1-3 протонов в цитоплазму . Начиная с состояния E 1 /E 2 , цикл реакции начинается, когда фермент высвобождает 1-3 протона из остатков, связывающих катионы, в обмен на цитоплазматические ионы Ca 2+ . Это приводит к сборке сайта фосфорилирования между доменом N, связанным с АТФ, и доменом P, в то время как домен A направляет окклюзию связанного Ca 2+ . В этом окклюзированном состоянии ионы Ca 2+ зарыты в белковую среду без доступа к любой из сторон мембраны. Состояние Ca 2 E 1 ~P формируется посредством киназной реакции, где домен P фосфорилируется, производя АДФ. Расщепление β-фосфодиэфирной связи высвобождает гамма-фосфат из АДФ и высвобождает N-домен из P-домена.
Затем это позволяет домену A вращаться в направлении участка фосфорилирования, создавая прочную связь как с доменами P, так и с доменами N. Это движение домена A оказывает нисходящее давление на M3-M4 и торможение на M1-M2, заставляя насос открываться со стороны просвета и формируя состояние E 2 P. Во время этого перехода трансмембранные остатки, связывающие Ca 2+, выталкиваются наружу, разрушая участок связывания с высоким сродством. Это согласуется с общей моделью формы транслокации субстрата, показывающей, что энергия при первичном транспорте используется не для связывания субстрата, а для его повторного высвобождения из скрытых противоионов. В то же время домен N становится открытым для цитозоля, готовым к обмену АТФ в участке связывания нуклеотидов.
По мере того, как Ca 2+ диссоциирует в люминальную сторону, места связывания катионов нейтрализуются связыванием протонов, что делает закрытие трансмембранных сегментов благоприятным. Это закрытие сопряжено с нисходящим вращением домена A и перемещением домена P, что затем приводит к закрытому состоянию E 2 -P*. Тем временем домен N обменивает АДФ на АТФ.
Домен P дефосфорилируется доменом A, и цикл завершается, когда фосфат высвобождается из фермента, стимулируемого вновь связанным АТФ, в то время как цитоплазматический путь открывается для обмена протонов на два новых иона Ca 2+ . [7]
Сюй и др. предложили, как связывание Ca 2+ вызывает конформационные изменения в TMS 4 и 5 в мембранном домене (M), которые, в свою очередь, вызывают вращение домена фосфорилирования (P). [15] Домены связывания нуклеотидов (N) и β-слоя (β) очень подвижны, причем N гибко связан с P, а β гибко связан с M. Моделирование грибковой H + АТФазы, основанное на структурах насоса Ca 2+ , предположило сопоставимое вращение N на 70º относительно P для доставки АТФ к месту фосфорилирования. [16]
В одном из отчетов предполагается, что эта саркоплазматическая ретикулумная (СР) Ca 2+ АТФаза является гомодимерной. [17]
Кристаллические структуры показали, что консервативная петля TGES Ca 2+ -АТФазы изолирована в состоянии Ca 2 E 1 , но вставляется в каталитический сайт в состояниях E 2. [18] Anthonisen et al. (2006) охарактеризовали кинетику частичных стадий реакции транспортного цикла и связывание фосфорильных аналогов BeF, AlF, MgF и ванадата в мутантах с изменениями в консервативных остатках петли TGES. Эти данные предоставляют функциональные доказательства, подтверждающие роль Glu 183 в активации молекулы воды, участвующей в дефосфорилировании E 2 P → E 2 , и предполагают прямое участие боковых цепей петли TGES в контроле и облегчении вставки петли в каталитический сайт. Взаимодействия петли TGES, кроме того, по-видимому, облегчают ее отсоединение от каталитического сайта во время перехода E 2 → Ca 2 E 1 . [18]
Кристаллические структуры кальциевой АТФазы доступны в RCSB и включают: PDB : 4AQR , 2L1W , 2M7E , 2M73 , и другие. [19]
P2B (или АТФазы типа IIB) — это АТФазы Ca 2+ , которые транспортируют Ca 2+ . Эти насосы имеют один сайт связывания ионов Ca 2+ и регулируются связыванием кальмодулина с аутоингибиторными встроенными доменами, расположенными либо на карбокси-конце (животные), либо на амино-конце (растения) белка насоса. В клетке они расположены в плазматической мембране (животные и растения) и внутренних мембранах (растения). Плазматическая мембранная Ca 2+ -АТФаза (PMCA) животных — это АТФаза P2B (TC# 3.A.3.2)
P2C АТФазы (или тип IIC) включают тесно связанные Na + /K + и H + /K + АТФазы из животных клеток. (TC# 3.A.3.1)
Рентгеновская кристаллическая структура при разрешении 3,5 Å свиной почечной Na + /K + -АТФазы была определена с двумя ионами рубидия, связанными в окклюдированном состоянии в трансмембранной части α-субъединицы. [20] Несколько остатков, образующих полость для окклюзии рубидия/калия в Na + /K + -АТФазе, гомологичны остаткам, связывающим кальций в Ca 2+ -АТФазе сарко(эндо)плазматического ретикулума. Карбоксильный конец α-субъединицы содержится в кармане между трансмембранными спиралями и, по-видимому, является новым регуляторным элементом, контролирующим сродство натрия, возможно, под влиянием мембранного потенциала .
Кристаллические структуры доступны в RCSB и включают: PDB : 4RES , 4RET , 3WGU , 3WGV и другие. [21]
P2D АТФазы (или тип IID) включают небольшое количество Na + (и K + ) экспортирующих АТФаз, обнаруженных в грибах и мхах. (Грибные транспортеры K + ; TC# 3.A.3.9)
АТФазы P3 (или АТФазы типа III) делятся на две группы.
P3A АТФазы (или тип IIIA) содержат H + -АТФазы плазматической мембраны прокариот, простейших, растений и грибов.
Плазматическая мембрана H + -АТФазы лучше всего охарактеризована в растениях и дрожжах. Она поддерживает уровень внутриклеточного pH и трансмембранного потенциала . [22] Десять трансмембранных спиралей и три цитоплазматических домена определяют функциональную единицу АТФ-сопряженного протонного транспорта через плазматическую мембрану, и структура заблокирована в функциональном состоянии, ранее не наблюдавшемся в АТФазах P-типа. Трансмембранный домен обнаруживает большую полость, которая, вероятно, заполнена водой, расположенную около середины мембранной плоскости, где она выстлана консервативными гидрофильными и заряженными остатками. Транспорт протонов против высокого мембранного потенциала легко объясняется этим структурным расположением. [23]
P3B АТФазы (или тип IIIB) предположительно являются Mg 2+ -АТФазами, обнаруженными в эубактериях и растениях. Грибковые транспортеры H + (TC# 3.A.3.3) и Mg 2+ (TC# 3.A.3.4)
P4 АТФазы (или АТФазы типа IV) представляют собой флиппазы , участвующие в транспорте фосфолипидов , [24] таких как фосфатидилсерин , фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин . [25]
P5 АТФазы (или АТФазы типа V) имеют неизвестную специфичность. Эта большая группа встречается только у эукариот и далее делится на две группы.
АТФазы P5A (или тип VA) участвуют в регуляции гомеостаза в эндоплазматическом ретикулуме . [26]
P5B АТФазы (или тип VB) обнаружены в лизосомальной мембране животных. Мутации в этих насосах связаны с различными неврологическими заболеваниями. [27] [28]
В дополнение к подсемействам АТФаз P-типа, перечисленным выше, было идентифицировано несколько прокариотических семейств с неизвестной функцией. [29] База данных классификации транспортеров содержит репрезентативный список членов суперсемейства P-АТФаз, которое по состоянию на начало 2016 года состояло из 20 семейств. Члены суперсемейства P-АТФаз обнаружены у бактерий , архей и эукариот . Кластеризация на филогенетическом дереве обычно соответствует специфичности для транспортируемого иона(ов).
У эукариот они присутствуют в плазматических мембранах или эндоплазматических ретикулярных мембранах. У прокариот они локализуются в цитоплазматических мембранах.
Позднее были проанализированы АТФазы P-типа из 26 видов эукариот. [10] [30]
Чан и др. (2010) провели эквивалентный, но более обширный анализ суперсемейства АТФаз P-типа у прокариот и сравнили их с таковыми у эукариот. В то время как некоторые семейства представлены в обоих типах организмов, другие обнаружены только в одном из двух типов. Первичными функциями прокариотических АТФаз P-типа, по-видимому, является защита от стрессовых условий окружающей среды. Только около половины семейств АТФаз P-типа функционально охарактеризованы. [29]
Многие семейства АТФаз P-типа встречаются исключительно у прокариот (например, АТФазы поглощения K + типа Kdp (тип III) и все прокариотические функционально нехарактеризованные семейства АТФаз P-типа (FUPA)), в то время как другие ограничены эукариотами (например, фосфолипидные флиппазы и все 13 эукариотических семейств FUPA). [10] Горизонтальный перенос генов часто происходил среди бактерий и архей, которые имеют схожее распределение этих ферментов , но редко между большинством эукариотических царств, и еще реже между эукариотами и прокариотами. В некоторых бактериальных типах (например, Bacteroidota и Fusobacteriota ) приобретение и потеря гена АТФазы, а также горизонтальный перенос происходили редко в отличие от большинства других бактериальных типов. Некоторые семейства (например, АТФазы Kdp-типа) подвергались гораздо меньшему горизонтальному переносу генов, чем другие прокариотические семейства, возможно, из-за их многосубъединичных характеристик. Функциональные мотивы лучше сохраняются в пределах семейных линий, чем в пределах организменных линий, и эти мотивы могут быть специфичными для семейства, что облегчает функциональные прогнозы. В некоторых случаях события слияния генов создавали АТФазы P-типа, ковалентно связанные с регуляторными каталитическими ферментами. В одном семействе (семейство FUPA 24) ген АТФазы I типа (N-концевой) слит с геном АТФазы II типа (C-концевой) с сохранением функции только для последнего. Минимизация генома привела к преимущественной потере генов АТФазы P-типа. Чан и др. (2010) предположили, что у прокариот и некоторых одноклеточных эукариот основной функцией АТФаз P-типа является защита от экстремальных условий экологического стресса. Классификация АТФаз P-типа с неизвестной функцией в филогенетические семейства дает руководство для будущих молекулярно-биологических исследований. [9]
Гены человека, кодирующие АТФазы P-типа или белки, подобные АТФазе P-типа, включают:
