:生物物理所揭示細菌脂众糖粗淺兇猛跨膜轉運機

文章来源:文迪 时间:2019-01-14

  生物物理所揭示細菌脂众糖粗淺兇猛跨膜轉運機理

 

  4月10日,《自然-結構與分子生物學》(Nature Structural & Molecular Biology)正在線發外瞭生物物理研讨所研讨員黃億華課題組的研讨論文Structural basis for lipopolysaccharide extraction by ABC transporter LptB2FG,解析瞭一種新型ABC transporter LptB2FG膜卵白復合體的晶體結構, 开端指导瞭這種新型ABC transporter從細胞膜上抽提脂众糖(lipopolysaccharide, LPS)分子的分子機制。

  LPS又稱內毒素,組成革蘭氏陰性細菌外膜的外小葉 。脂众糖不僅是革蘭氏陰性細菌外膜的次要組成因素, 也是導致炎癥和人體自然免疫反應的次要启事。一百众年來,科學傢們對細菌脂众糖正在胞質中的理会已經有瞭很深化的瞭解,但直到二十一世紀初,美國普林斯頓大學細菌遺傳學傢、美國科學院院士Thomas Silhavy 和美國哈佛大學生物化學傢D遊客把正在村裡息閑看到的美景拍攝上去,發到網絡上後圈粉,吸引瞭更众的遊客慕名而來aniel Kahne等發現,細菌脂众糖的跨膜轉運以及正在外膜上的組裝由七個脂众糖轉運卵白(LptA-G)負責实行 。此中,LptB, LptF和LptG組成四聚體ABC transporter位於內膜上,負責從內膜外小葉抽提LPS,並通過LptC和LptA將LPS傳遞給位於外膜上的LptD-LptE復合體,最後实行LPS插膜組裝。脂众糖為总共革蘭氏陰性細菌生存所必须,所以對脂众糖分子轉運與組裝相關卵白復合體的結構和功用研讨不僅可能加深對革蘭氏陰性細菌外膜的天生機制的知道,也可能為研發新型抗生素應對日益嚴峻的革蘭氏陰性細菌耐藥問題供应解決计划。

  黃億華課題組正在2014年解析瞭負責脂众糖正在細菌外膜上轉運和組裝的膜卵白復合體LptD-LptE的2.4埃的高分辩率晶體結構,开端闡明瞭脂众糖分子怎么進入到細菌的外膜的分子機理(Nature,2014)。經過幾年勤恳,又看到這些疏间又熟習的票證,年事稍大的觀眾時時彼此换取,分享著一個個芳華光陰的故事;年青觀眾則靜靜傾聽,收回一聲聲感喟……短短40年 ,可前後存亡水准的差异,真的沒法相提並論获胜解析瞭負責從內膜抽提LPS的新型ABC transporter LptB2FG復合體的晶體結構。正在LptB2FG復合體中,LptF和LptG各搜罗一個跨膜結構域(TMD),一個周質側β-jellyroll結構域和一個與LptB相互感化的α-螺旋 。內膜上的LptF和LptG的跨膜結構域组成一個較大的内向開放的“V”型凹槽,結構领会和功用實驗开端标明LPS可能從LptF和LptG跨膜結構域的接觸面進入“V”型凹槽,正在LptB結合和水解ATP供应能量基礎上,通過構象變化將LPS轉運到β-jellyroll結構域中,实行LPS從內膜的抽提過程。該項研讨通過對LptB2FG復合體結構和功用的领会,开端指导瞭這種新型的ABC transporter從內膜抽提脂众糖分子的分子機理,並定義LptB2FG為一類Type III ABC exporter,與Type I和Type II ABC exporter進行區分。

  黃億華為作品通訊作家,黃億華課題組博士生駱青山為作品第一作家,生物物理所“膜卵白團隊”章新政課題組、上海國傢卵白質科學中央李范例課題組和南京理工大學化工學院周敏課題組也參與瞭該研讨。該研讨职分失掉瞭國傢傑出青年科學基金、科技部要紧研發計劃以及中科院戰略性先導科技專項(B類)的資助。

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圖示: LptB2FG整體結構