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- Gomphus flavipes (1)
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- Ophiogomphus cecilia (1)
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The β-subunits of Na,K-ATPase and H,K-ATPase have important functions in maturation and plasma membrane targeting of the catalytic α-subunit but also modulate the transport activity of the holoenzymes. In this study, we show that tryptophan replacement of two highly conserved tyrosines in the transmembrane domain of both Na,K- and gastric H,K-ATPase β-subunits resulted in considerable shifts of the voltage-dependent E1P/E2P distributions toward the E1P state as inferred from presteady-state current and voltage clamp fluorometric measurements of tetramethylrhodamine-6-maleimide-labeled ATPases. The shifts in conformational equilibria were accompanied by significant decreases in the apparent affinities for extracellular K+ that were moderate for the Na,K-ATPase β-(Y39W,Y43W) mutation but much more pronounced for the corresponding H,K-ATPase β-(Y44W,Y48W) variant. Moreover in the Na,K-ATPase β-(Y39W,Y43W) mutant, the apparent rate constant for reverse binding of extracellular Na+ and the subsequent E2P-E1P conversion, as determined from transient current kinetics, was significantly accelerated, resulting in enhanced Na+ competition for extracellular K+ binding especially at extremely negative potentials. Analogously the reverse binding of extracellular protons and subsequent E2P-E1P conversion was accelerated by the H,K-ATPase β-(Y44W,Y48W) mutation, and H+ secretion was strongly impaired. Remarkably tryptophan replacements of residues in the M7 segment of Na,K- and H,K-ATPase α-subunits, which are at interacting distance to the β-tyrosines, resulted in similar E1 shifts, indicating their participation in stabilization of E2. Thus, interactions between selected residues within the transmembrane regions of α- and β-subunits of P2C-type ATPases exert an E2-stabilizing effect, which is of particular importance for efficient H+ pumping by H,K-ATPase under in vivo conditions.
Die Asiatische Keiljungfer (Gomphus flavipes) und die Grüne Flussjungfer (Ophiogomphus cecilia) sind Fließgewässer bewohnende Libellenarten mit hoher Naturschutzrelevanz. Beide Arten sind in ihrem Vorkommen sowohl in Sachsen-Anhalt als auch deutschlandweit gefährdet. Nach fast vollständigem Erlöschen der Populationen von G. flavipes in Mitteleuropa vor 70 Jahren wird in Sachsen-Anhalt seit Anfang der 1990er Jahre die Elbe von dieser Art wiederbesiedelt, vermutlich aufgrund der gestiegenen Wasserqualität. Bei O. cecilia liegen keine ausreichend belastbaren historischen Daten vor, wahrscheinlich ist die Situation bei dieser Art jedoch ähnlich. Es wird vermutet, dass beide Arten mittlerweile die Mittlere Elbe wieder weitgehend vollständig besiedeln. Das Elbegebiet besitzt daher europaweite Bedeutung als Reservoir für den Erhalt der beiden Arten.