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科研進展

2021年10月18日
中國科大解析Lon蛋白酶的完整三維結構并揭示其底物識別與轉移的分子機制

7月10-14日愛游戲體育登錄(lu)細胞動力學教育部重(zhong)點實驗室張凱銘(ming)團隊在(zai)解析Lon蛋白酶的(de)完(wan)整三(san)維結構并揭示(shi)其底物識別(bie)與轉(zhuan)移的(de)分(fen)子機制取(qu)得重(zhong)要進展,與臺灣(wan)中央(yang)研究(jiu)院張崇(chong)毅團隊在(zai)期刊JBC和(he)Sciences Advances合作關系連繼說出文獻(xian)資料。

Lon AAA+球球營養素酶酶質酶(LonA)是種在原核怪物和真核怪物人體血細胞器中保手的ATP忽略性球球營養素酶酶質酶。LonA裝配為同源六聚體,沒個一人都包函一款N端成分特征域、一款中ATP酶成分特征域和一款C互聯網球球營養素酶酶質酶成分特征域。LonA可以用揮發損害或錯誤拆卸的錯誤球球營養素酶酶質質在人體血細胞球球營養素酶酶質質恒定中充分調動最重要幫助,可以以避免一些不想要的球球營養素酶酶質質玩法出現這種聚團體。LonA還可以用揮發獨特的的調節球球營養素酶酶質來調空多怪物的過程 。 之前的人的研究探討闡釋了LonA的多樣能力和設計基本特征。有休館催化特異性位點構象的Lon蛋清酶域采取六重等勢面設計,而有非催化特異性蛋清淀粉水解位點構象的LonA則采取休館雷韻六聚體設計。ADP緊密緊密配合實際在一起的LonA六聚體的晶胞設計闡釋了ADP要怎樣依據誘導型構成外移的可降解室來壓制LonA催化特異性。依據選用基倆對三大非相連聚己內酯的無核苷酸和ADP緊密緊密配合實際在一起情形范圍內的設計改換,樹立了特征提取ADP緊密緊密配合實際在一起設計底物易位3d建模。殊不知這段時間的底物緊密緊密配合實際在一起AAA+蛋清的冰凍熟食電鏡設計不使用上面的簡略的一點改換3d建模,人認為其ATP酶設計域著力服務中心追蹤定位的底物多肽鏈以雷韻梯狀排例,包涵這段時間人源和鼠疫耶爾森氏菌Lon蛋清酶的冰凍熟食電鏡設計均使用一直性電動機策略。但在這事業中,在構建的真菌Lon是一個個Walker-B突變性體;而人源Lon的設計則顯視了各種的底物緊密緊密配合實際在一起辦法和核苷酸緊密緊密配合實際在一起情形,證明Lon能夠存有簡化的底物轉意策略。

10月10日,張凱銘和張崇毅團隊合作在期刊JBC發表題為“Molecular basis for the ATPase-powered substrate translocation by the Lon AAA+ protease”的文章。張凱銘課題組李珊珊等解析了Meiothermus taiwanensis Lon底物結合狀態的3.6-?冷凍電鏡結構,發現ATPase結構域的雙孔環介導底物相互作用,由處于不同ATP結合和水解狀態的四個連續單體以螺旋梯狀排列,揭示了其通過LonA特異性變構實現持續性旋轉易位的分子機制。

AAA+核蛋白酶與底物配合實際的核苷酸配合實際形態較 頂部視圖屏幕上顯示了核苷酸和底物的整合程序。與底物整合的原體呈不同的大小的深綠色。 但到當下就要,Lon六聚體的現存新聞報道的各種架構中都沒有構成N端空間,Lon如果采用血清質靶標看做底物、控住底物進人AAA+架構域、并介導底物去折疊式的新機制尚不清理。

10月15日,企業合作團隊在期刊Sciences Advances繼續發表題為“Complete three-dimensional structures of the Lon protease translocating a protein substrate”的延續性工作。張凱銘課題組李珊珊等利用冷凍電鏡進一步解析了Meiothermus taiwanensis Lon底物結合狀態的完整三維結構,分辨率達2.4 ?。這些結構顯示了一個具有張拉整體三角形復合體的多層結構,獨特地由六個長N端螺旋構成。相互鎖定的螺旋三角形組裝在六聚體核心的頂部,以展開一個由六個球狀底物結合域組成的網。它作為一個多用途平臺,控制底物進入AAA+環、提供基于標尺的底物選擇機制、并充當滑輪裝置以促進AAA+環將ATP驅動的構象變化轉化為機械力來推動易位底物的展開。該研究成果為理解Lon和其他具有類似活性的AAA+蛋白酶的結構機制提供了一個完整的框架。

總長Lon的冷卻電鏡成分解答。a.冷卻電鏡成分。b.3D原子團類別。c,d.二級聚合物的成分及成分域提醒圖。e.功效制度提醒圖。 斯坦福高中Wah Chiu博士因為這運轉提高了存在意見和建議。本探究獲得了了Stanford-SLAC電鏡公司、臺灣黨中央探究院電鏡公司和全國完美合理新技術水平高中受損細胞發動機學幼兒教育部門側重點實驗室內室及速凍電鏡公司的強烈適用。全國完美合理新技術水平高中為第一個名完成任務政府部門,性命完美合理與藥學部李珊珊副探究員為第一個名寫原作者,張凱銘、張崇毅探究員為同時電力寫原作者。 Sciences Advanceslink: JBClink (復印正中間二維碼掃碼開啟)


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