上周发布了哪些“结构”文章？又取得了哪些科研进展？
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2022.7.25~2022.7.31
CNS刊登文章
01
Nature
2022/07/26
1.“Discovery, structure, and mechanism of a tetraether lipid synthase”
古细菌合成基于类异戊二烯的醚连接膜脂，使其能够承受极端环境条件，例如高温、高盐度和极端pH值。在一些古细菌中，例如詹氏甲烷球菌，这些脂质通过在来自两个甘油磷脂的脂质尾部之间形成两个碳-碳键来生成大环甘油二烷基甘油四醚 (GDGT)。GDGT包含两条有40碳的脂质烷链（biphytanyl chains），属于跨膜分子，可以增强膜的稳定性，是保护古菌细胞抵抗高温、强酸等极端条件的重要手段之一。这些特殊的脂质是如何形成的，几十年来一直困扰着科学家们。该反应需要两个完全惰性sp3 杂化碳中心的偶联，根据目前的研究，这在自然界中尚未观察到。
来自宾夕法尼亚州立大学的Squire J. Booker和Amie K. Boal课题组解析了源自 Methanocaldococcus jannaschii 的 mj0619 基因产物的1.85 Å的晶体结构，它编码自由基 S-腺苷甲硫氨酸酶，命名为 GDGT/MA 合酶或 GDGT/MAS，催化形成GDGT 生物合成过程中的烷链（biphytanyl chains）。酶的结构显示存在四种金属辅助因子：三个 [Fe4S4] 簇和一个单核红氧还蛋白样铁离子。体外机理研究表明，Csp3-Csp3 键的形成发生在完全饱和的古细菌脂质底物上，并且涉及底物碳和 [Fe4S4] 簇之一的硫之间的中间键。本项研究结果不仅建立了四醚形成的生物合成途径，而且改进了 GDGT 在基于 GDGT 的古气候学指标中的使用途径。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05120-2
2022/07/27
2. “Molecular interplay of an assembly machinery for nitrous oxide reductase”
在过去的几十年中，土壤和工业过程中的关键臭氧消耗和温室气体一氧化二氮 (N2O) 的排放量大幅增加。作为细菌反硝化的最后一步，在由铜依赖性一氧化二氮还原酶 (N2OR) 催化的反应中，N2O 被还原为化学惰性气体 N2。其独特的 [4Cu:2S] 活性位点簇 CuZ 的组装需要 ATP 结合盒 (ABC) 复合物 NosDFY 和膜锚定的铜伴侣 NosL。来自美国安德尔研究所的Juan Du和来自德国弗莱堡大学的Oliver Einsle课题组合作分别解析了施氏假单胞菌的NosDFY 及其与 NosL 和 N2OR 的复合物的冷冻电镜结构。研究者发现周质 NosD 蛋白含有一个 Cu+ 离子的结合位点，并在其无核苷酸状态下与 NosL 特异性相互作用，而它与N2OR 的结合需要由ATP结合触发的构象变化。NosDFY 与 NosL 和 N2OR 复合物的互斥结构揭示了高度复杂的铜位点的有序金属运输和组装途径。在该途径中，NosDFY 充当机械能传感器而不是转运体。它将细胞质中的 ATP 水解与周质中 NosD 亚基的构象转变联系起来，这是 NosDFY 转换其相互作用的对象所必需的，以便铜离子从伴侣 NosL 转移到酶N2OR。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05015-2
02
Science
2022/07/28
“Structures of the nitrogenase complex prepared under catalytic turnover conditions”
还原形式的氮对于氨基酸和核酸的生物合成以及肥料和许多商品化学品的生产至关重要，作为唯一能够固氮的酶，固氮酶将三磷酸腺苷 (ATP) 水解与大气中的氮分子还原成氨相结合。它是一种双组分酶，其最常见的形式由铁蛋白（FeP，一种 γ2 同型二聚体）和钼铁蛋白（MoFeP，一种 α2β2 异四聚体）组成，尽管已经进行了广泛的研究，但对 ATP 依赖性能量转导和固氮酶还原氮分子的机制尚不清楚，因此需要研究其催化作用期间的结构动力学。来自加州大学圣地亚哥分校的F. AkifTezcan和Mark A.HerzikJr.解析了在酶促条件下制备的固氮酶复合物的冷冻电镜结构，确定了两个构象不同的 1:1 FeP:MoFeP 复合物的结构，称为“t/oComplex-1”和“t/oComplex-2”，分辨率约为 2.3 Å，以及以 2.4 Å 的分辨率确定了 MgADP.BeFx 结合的 2:1 FeP:MoFeP 的结构，还获得了静息态 MoFeP 的分辨率约为 1.8 Å 的冷冻电镜结构，称为“rsMoFeP” ，研究者观察到不对称性支配固氮酶机制的各个方面，包括 ATP 水解、蛋白质-蛋白质相互作用和催化，并发现其催化铁钼辅因子附近的构象变化与酶的核苷酸水解状态相关。
原文链接
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7641
Cell
本周无
2022.7.25~2022.7.31
子刊刊登文章
01
Cell Research
7.29
“Hetero-bivalent nanobodies provide broad-spectrum protection against SARS-CoV-2 variants of concern including Omicron”
02
Molecular Cell
7.29
“Molecular organization of the early stages of nucleosome phase separation visualized by cryo-electron tomography”
03
Nature Communications
7.25
“Structural basis of human TREX1 DNA degradation and autoimmune disease”
7.25
“The architecture of kinesin-3 KLP-6 reveals a multilevel-lockdown mechanism for autoinhibition”
7.25
“Structure and assembly of cargo Rubisco in two native α-carboxysomes”
7.25
“Regulated degradation of HMG CoA reductase requires conformational changes in sterol-sensing domain”
7.26
“Cryo-EM structures of Na+-pumping NADH-ubiquinone oxidoreductase from Vibrio cholerae”
7.26
“Structural and mechanistic insights into the cleavage of clustered O-glycan patches-containing glycoproteins by mucinases of the human gut”
7.27
“The Cryo-EM structures of two amphibian antimicrobial cross-β amyloid fibrils”
7.27
“Structures of Atm1 provide insight into [2Fe-2S] cluster export from mitochondria”
7.28
“De novo determination of mosquitocidal Cry11Aa and Cry11Ba structures from naturally-occurring nanocrystals”
7.28
“Fusion protein strategies for cryo-EM study of G protein-coupled receptors”
7.28
“A modular spring-loaded actuator for mechanical activation of membrane proteins”
7.28
“Protein shape sampled by ion mobility mass spectrometry consistently improves protein structure prediction”
7.30
“Structure-guided and phage-assisted evolution of a therapeutic anti-EGFR antibody to reverse acquired resistance”
7.30
“Structural basis for assembly and disassembly of the IGF/IGFBP/ALS ternary complex”
04
Science Advances
7.27
“Chaperoning of the histone octamer by the acidic domain of DNA repair factor APLF”
7.29
“Amphiphilic and fatigue-resistant organohydrogels for small-diameter vascular grafts”
7.29
“ATP-competitive inhibitors modulate the substrate binding cooperativity of a kinase by altering its conformational entropy”
Nature Structural & Molecular Biology
本周无
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