《Nature | 近原生拉伸敏感膜微域的冷冻电镜结构》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-26
  • 2024年7月24日, 日内瓦大学等机构的研究人员在Nature 上发表了题为Cryo-EM architecture of a near-native stretch-sensitive membrane microdomain的文章。

    生物膜被分割成多个功能区,称为膜微域,其中包含特定的脂质和蛋白质。膜微域的组成和组织仍然存在争议,因为很少有技术可以在不破坏脂质原生行为的情况下对其进行原位可视化。酵母eisosome由BAR-domain蛋白Pil1和Lsp1(以下简称Pil1/Lsp1)组成,它支撑着一个膜区,通过扁平化和释放螯合因子来感知和响应机械应力。

    该研究分离出了由与质膜脂质结合的 Pil1/Lsp1 晶格组成的近原生 eisosomes 螺旋管,并通过螺旋重建解决了它们的结构问题。该结构揭示了膜脂质的惊人组织结构,利用体外重构和分子动力学模拟,研究人员证实了固着在Pil1/Lsp1外衣下面的单个PI(4,5)P2、磷脂酰丝氨酸和固醇分子的定位。对原生源电子小体的三维变异性分析表明,Pil1/Lsp1 晶格的动态伸展影响了这些脂质的封存。

    总之,该研究结果支持这样一种机制,即 Pil1/Lsp1 晶格的拉伸释放了原本被 Pil1/Lsp1 外衣固定的脂质,从而为了解电子体 BAR-结构域蛋白如何创建机械敏感的膜微域提供了机制上的启示。

相关报告
  • 《Nature︱G蛋白偶联受体激活的时间分辨冷冻电镜结构》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-03-16
    • 2024年3月13日,斯坦福大学医学院等机构的研究人员在Nature上发表了题为Time-resolved cryo-EM of G-protein activation by a GPCR的文章。 G蛋白偶联受体(GPCRs)通过刺激Gα亚基中的鸟嘌呤核苷酸交换来激活异三聚体G蛋白。为了可视化这一机制,该研究开发了一种时间分辨的冷冻电镜(cryo-EM)方法,该方法检查了GPCR-G蛋白复合物预稳态中间体的进展。 通过在GTP添加后短时间内连续监测与β2肾上腺素受体复合的刺激性Gs蛋白的转变,研究人员确定了G蛋白激活和从受体功能性解离下的结构轨迹。沿此轨迹生成的二十个结构来自连续重叠的粒子子集,与对照结构相比,提供了高分辨率描述,揭示了响应GTP结合驱动G蛋白激活的主要事件的顺序。结构变化从核苷酸结合口袋传播并延伸至GTP酶结构域,对Gα开关区域和α5螺旋进行改变,从而削弱了G蛋白-受体界面。使用冷冻电镜轨迹后期结构的分子动力学模拟支持,GTP有序性的增强与α螺旋结构域对核苷酸结合的Ras同源结构域的闭合相对应,这与α5螺旋的不稳定性和G蛋白最终从GPCR解离相关。这些发现还突出了时间分辨的冷冻电镜作为解析GPCR信号事件机制的工具的潜力。
  • 《Cell | 植物质体编码的RNA聚合酶的冷冻电镜结构》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-03-13
    • 2024年2月29日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心张余研究团队和华中农业大学周菲研究团队合作在Cell 在线发表题为Cryo-EM structures of the plant plastid-encoded RNA polymerase的研究论文。 叶绿体是真核藻类和植物细胞质中负责光合作用的绿色质体。质体编码RNA聚合酶(PEP)在叶绿体原质体生物发生过程中起着重要作用,是成熟叶绿体中主要的RNA聚合酶。以PEP为中心的转录装置包括一个细菌来源的PEP核心和在细胞核中编码的十多个真核来源的PEP相关蛋白(PAPs)。 该研究解析了叶绿体RNA聚合酶PEP复合物和PEP转录延伸复合物的高分辨率冷冻电镜结构,揭示了叶绿体基因转录机器的亚基组成、亚基组装方式、特殊功能和功能适应性演化,并为进一步研究叶绿体中转录调控的机制和功能提供了结构基础。 该研究显示PEP核心采用细菌RNAP的典型折叠。15个PAPs结合在PEP核心的外围,促进PEP-PAPs超复合物的组装,保护复合物免受氧化损伤,并可能将基因转录与RNA加工偶联。该研究结果报道了叶绿体转录装置的高分辨率结构,为叶绿体转录调控的机制和功能研究提供了结构基础。