研究揭示內質網膜複合物結構

2020-12-24 科學網

研究揭示內質網膜複合物結構

作者:

小柯機器人

發布時間:2020/6/5 9:26:52

近日,美國Van Andel研究所Huilin Li及其研究團隊報導了內質網膜複合物的結構。2020年6月3日,《自然》在線發表了這一成果。

研究人員首次報導了真核細胞內質網膜複合物(EMC)的冷凍電鏡結構。研究人員發現釀酒酵母EMC包含八個亞基(Emc1-6、Emc7和Emc10),具有較大的管腔區域和較小的胞質區域,並具有由Emc4、Emc5和Emc6以及Emc1和Emc3的跨膜結構域形成的跨膜區域。

研究人員鑑定到以Emc3為中心的5個跨膜螺旋(TMH)摺疊,類似於原核生物的YidC插入酶,並描繪了一個較為親水性的「客戶」蛋白口袋。Emc4的跨膜結構域傾斜遠離EMC的主要跨膜區域,並且可以部分移動。突變研究表明,EMC4的柔韌性和客戶口袋的親水性是EMC功能所必需的。EMC結構揭示了與原核插入酶之間的顯著進化保守性,表明真核TMH插入涉及類似的機制,並為詳細了解眾多真核整合膜蛋白和尾錨蛋白的膜插入提供了框架。

據了解,EMC與Sec61易位子共同將大量多通道整合膜蛋白的TMH插入ER膜中,並且還負責插入一些尾部錨定蛋白。EMC如何實現這一功能尚不清楚。

附:英文原文

Title: Structure of the ER membrane complex, a transmembrane-domain insertase

Author: Lin Bai, Qinglong You, Xiang Feng, Amanda Kovach, Huilin Li

Issue&Volume: 2020-06-03

Abstract: The endoplasmic reticulum (ER) membrane complex (EMC) cooperates with the Sec61 translocon to co-translationally insert a transmembrane helix (TMH) of many multi-pass integral membrane proteins into the ER membrane, and it is also responsible for inserting the TMH of some tail-anchored proteins1,2,3. How EMC accomplishes this feat has been unclear. Here we report the first, to our knowledge, cryo-electron microscopy structure of the eukaryotic EMC. We found that the Saccharomyces cerevisiae EMC contains eight subunits (Emc1–6, Emc7 and Emc10), has a large lumenal region and a smaller cytosolic region, and has a transmembrane region formed by Emc4, Emc5 and Emc6 plus the transmembrane domains of Emc1 and Emc3. We identified a five-TMH fold centred around Emc3 that resembles the prokaryotic YidC insertase and that delineates a largely hydrophilic client protein pocket. The transmembrane domain of Emc4 tilts away from the main transmembrane region of EMC and is partially mobile. Mutational studies demonstrated that the flexibility of Emc4 and the hydrophilicity of the client pocket are required for EMC function. The EMC structure reveals notable evolutionary conservation with the prokaryotic insertases4,5, suggests that eukaryotic TMH insertion involves a similar mechanism, and provides a framework for detailed understanding of membrane insertion for numerous eukaryotic integral membrane proteins and tail-anchored proteins.

DOI: 10.1038/s41586-020-2389-3

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2389-3

相關焦點

  • Science:利用基因相互作用圖譜確定蛋白複合物的整體結構
    但蛋白並不是單獨行動的,科學家們還需要知道蛋白在一起工作時形成的複合物的形狀和組成--他們稱之為結構。 有了關於蛋白複合物結構的精確信息,科學家們就有更大的機會設計出高效的藥物來阻斷或提高這種複合物的活性,從而達到治療目的。他們還可以更好地預測突變如何可能破壞一種複合物並導致疾病。 但確定蛋白複合物的結構是一項艱苦的工作。
  • 代謝標記揭示多蛋白複合物的成熟動力學
    代謝標記揭示多蛋白複合物的成熟動力學 作者:小柯機器人 發布時間:2020/12/18 21:44:20 瑞士蘇黎世聯邦理工Evgeny Onischenko、Karsten Weis等研究人員合作利用代謝標記揭示多蛋白複合物的成熟動力學
  • 新冠研究中國登上Science封面首次揭示新冠病毒人體蛋白受體結構
    該研究通過冷凍電鏡Cryo-EM 技術,解析出新冠病毒S蛋白三聚體3.5埃的近原子解析度結構,並解析了新冠病毒細胞表面受體ACE2的全長三維結構,以及表面蛋白S受體結合結構域與細胞表面受體ACE2全長蛋白複合物的三維結構。從生物物理及結構生物學的角度為冠狀病毒的識別和感染的分子基礎提供了重要的見識。
  • 研究揭示葉綠素生物合成酶促光催化的結構基礎
    研究揭示葉綠素生物合成酶促光催化的結構基礎 作者:小柯機器人 發布時間:2019/10/25 10:53:54 葉綠素生物合成中酶促光催化的結構基礎,這一成果由英國曼徹斯特大學Nigel S.
  • 上海藥物所等解析糖皮質激素與GPR97和Go蛋白複合物的冷凍電鏡結構
    中國科學院上海藥物研究所研究員徐華強團隊與山東大學教授孫金鵬團隊、浙江大學教授張巖團隊等首次解析了糖皮質激素與其膜受體GPR97和Go蛋白複合物的冷凍電鏡結構,這也是國際上首次解析的黏附類GPCR與配體和G蛋白複合物的高解析度結構。
  • Hrd1泛素連接酶複合物介導內質網相關蛋白降解的結構基礎
    Hrd1泛素連接酶複合物介導內質網相關蛋白降解的結構基礎 作者:小柯機器人 發布時間:2020/4/27 13:26:15 美國哈佛醫學院Tom A. Rapoport小組在研究中取得進展。
  • 中國科學家揭示新冠病毒聚合酶介導RNA複製的結構基礎
    中國科學家揭示新冠病毒聚合酶介導RNA複製的結構基礎 作者:小柯機器人 發布時間:2020/5/23 21:32:50 上海科技大學饒子和、Quan Wang、中科院武漢病毒所Peng Gong等研究人員合作揭示新冠病毒(SARS-CoV
  • Science:研究發現植物光合作用中高效捕光的超分子機器結構
    該項工作報導了豌豆光系統II-捕光複合物II超級複合物的高解析度電鏡結構,揭示了植物在弱光條件下進行高效捕光的超分子基礎。光合作用是地球上最為重要的化學反應之一。植物、藻類和藍細菌進行的放氧型光合作用不僅為生物圈中的生命活動提供賴以生存的物質和能量,同時還維持著地球上的大氣環境和碳氧平衡。
  • 最清晰面目曝光:我國揭示新冠病毒三維精細結構 系全球首個
    我國揭示新冠病毒三維精細結構,系全球首個據科技日報16日消息,記者從浙江大學醫學院附屬第一醫院獲悉,浙大一院傳染病診治國家重點實驗室李蘭娟院士課題組聯合清華大學生命學院李賽研究員課題組,在國際上首次解析了真實新型冠狀病毒全病毒三維精細結構,達到了前所未有的解析度,對深入了解新冠病毒的生物特性、疫苗設計、抗病毒藥物研發等具有重要意義。
  • LetB結構揭示跨細菌包膜的脂質運輸通道
    LetB結構揭示跨細菌包膜的脂質運輸通道 作者:小柯機器人 發布時間:2020/5/2 13:25:18 2020年4月30日,美國紐約大學醫學院的Gira Bhabha、Damian C.
  • 負責DNA環擠出的集縮素複合物可以穿過彼此
    負責DNA環擠出的集縮素複合物可以穿過彼此 作者:小柯機器人 發布時間:2020/3/7 16:21:05 2020年3月4日,荷蘭代爾夫特理工大學Cees Dekker課題組在《自然》雜誌在線發表論文
  • 高寧研究組《自然通訊》報導人源核糖體大亞基前體複合物結構
    近日,北京大學生命科學學院高寧研究組在Nature Communications雜誌在線發表題為「Structural snapshots of human pre-60S ribosomal particles before and after nuclear export」的研究論文,報導了人源核糖體大亞基組裝前體在出核前後時期的4個中間態複合物結構 (Liang
  • 核糖核苷酸還原酶複合物中捕獲自由基轉移途徑的結構獲解析
    核糖核苷酸還原酶複合物中捕獲自由基轉移途徑的結構獲解析 作者:小柯機器人 發布時間:2020/3/28 21:54:28 美國麻省理工學院霍華德•休斯醫學院Catherine L.
  • Science|遺傳相互作用圖譜可確定蛋白質複合物的整合結構
    確定蛋白質複合物的結構對於理解細胞功能至關重要。然而無論是對於實驗手段還是計算預測,蛋白質複合物結構的確定都是一件困難的任務。在本篇文章中,作者描述了一種依賴於遺傳相互作用的體內定量檢測的整合結構確定的方法。
  • 科學家揭示SARS-CoV-2複製和轉錄複合體的冷凍電鏡結構
    科學家揭示SARS-CoV-2複製和轉錄複合體的冷凍電鏡結構 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/17 15:52:49 近日,清華大學婁志勇、饒子和等研究人員合作揭示SARS-CoV-2複製和轉錄複合體冷凍電鏡結構。
  • 上海第九人民醫院頂刊發表5篇研究,在結構領域取得重大突破
    RNase MRP全酶及與包含A3切割位點的ITS1片段的複合物的冷凍電子顯微鏡(EM)結構。這些結構與生化研究相結合,揭示了蛋白質和RNA亞基的共同進化已將RNase MRP轉化為獨特的核糖核酸酶,該酶通過識別短而鬆散定義的共有序列來處理單鏈RNA。這種廣泛的底物特異性表明RNase MRP可能具有無數但未被識別的底物,這些底物可能在各種細胞環境中發揮重要作用。
  • 生物物理所揭示光合作用卡爾文循環的催化及調控機制
    此外,葉綠體中另一個蛋白CP12也受TRX調控,並能在氧化狀態下與PRK、GAPDH相互作用形成GAPDH/CP12/PRK複合物。複合物形成後,兩個酶的活性均進一步受到抑制。Cycle,揭示了光合作用卡爾文循環(暗反應)中PRK的催化反應機制,並為卡爾文循環受光照/黑暗調控的機理提供了結構基礎。
  • 中國科大揭示了E3泛素連接酶識別羧基端精氨酸-降解決定子的分子...
    E3連接酶複合物與底物相互作用決定了UPS的特異性。研究表明,E3連接酶複合物中的受體蛋白質通過識別蛋白質氨基端或羧基端特定胺基酸序列調控底物泛素化降解通路,底物末端特徵序列分別稱做N-degron和C-degron。
  • 西湖大學成功解析新冠病毒細胞受體的空間結構
    研究發現,在SARS病毒和「新冠病毒」侵入人體的過程中,ACE2就像是「門把手」,病毒抓住它,從而打開了進入細胞的大門。ACE2-B0AT1 複合物的冷凍電鏡密度圖此前,曾有研究解析出ACE2的一個胞外結構域與SARS病毒S蛋白形成的複合物的三維結構。
  • Nature:解析出光合蛋白LH1–RC的三維結構
    2018年4月21日/生物谷BIOON/---在一項新的研究中,來自英國謝菲爾德大學的研究人員解析出一種光合蛋白的結構,並揭示出它如何將近紅外光轉化為電荷。這些發現為賦予生命的過程---光合作用---的效率和限制提供了新的見解。