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科技工作者之家 2019-06-19
来源:iNature
iNature
细菌磷酸烯醇丙酮酸(PEP):糖磷酸转移酶系统(PTS)介导碳水化合物的主动转运和伴随的磷酸化.PTS包含两种细胞质磷酸化蛋白(即EI和HPr)和物种依赖性可变数量的糖特异性EII复合物(包括IIA,IIB和膜嵌入的亚基IIC / IID)。EI和HPr将磷酸基团从PEP转移至IIA单元。IIA和IIB依次将磷酸转移至糖,其由IIC / IID单元转运.细菌PTS分为四个不同的(超)家族:(i)葡萄糖/果糖/乳糖(GFL)超家族,(ii)抗坏血酸/半乳糖醇(AG)超家族,(iii)甘露糖 - 果糖 - 山梨糖家族(man-PTS),和(iv)非转运二羟基丙酮家族。先前已经报道了来自GFL和AG超家族的IIC转运蛋白的晶体结构.来自GFL和AG超家族的所有IIC蛋白质是同型二聚体并且将底物转运穿过细胞膜。
然而,甘露糖家族在PTS家族的几个方面是独特的.甘露糖家族是唯一的PTS家族,其成员具有IID蛋白,其IIC和IID亚基平行进化并且在单独表达时不稳定。甘露糖家族也是PTS家族中唯一的成员,其中IIB成分在组氨酸残基而不是半胱氨酸残基上被磷酸化.除了其在碳水化合物摄取和磷酸化中的功能外,人类PTS的膜定位成分复合物表现出另外两种明显不相关的活性:它们通过噬菌体λ在内膜中渗透DNA而在大肠杆菌感染中发挥作用,并且它们作为IIa,IId和IIe类细菌素的靶受体。值得注意的是,IIa和IId类细菌素作为有效的抗生素或食品防腐剂的替代品引起了人们的关注。
2019年6月17日,清华大学生科院王佳伟团队在Cell Research上发表题为“Structure of the mannose transporterof the bacterial phosphotransferase system”的文章,报道了大肠杆菌man-PTS的冷冻EM结构,分辨率为3.52Å,包括ManY和ManZ分别对应于IICMan和IIDMan组件。高质量的ManYZ EM密度使能够为ManY和ManZ进行重新建模。ManYZ的结构显示出垂直于膜的三重对称轴,三聚体的尺寸为~104Å×104Å×73Å。每个由ManY和ManZ组成,它们具有相似的折叠并且通过平行于膜的假对称轴彼此相关。ManY由9个跨膜螺旋(TM1-9Y)和1个水平周质两亲性α-螺旋(AH1Y)组成,分别在周质和细胞质侧具有N-和C-末端。ManZ还含有9个跨膜螺旋(TM1-9Z)和2个水平两亲性α-螺旋(AH1Z和AH2Z),分别在细胞质和周质侧具有N-和C-末端。
然而,TM 1-6Z在这种面向内的构象中位于膜的细胞质侧。 ManYZ寡聚化完全由ManY的两个C末端TM(TM8Y和TM9Y)之间的广泛相互作用介导。根据它们的结构,ManY和ManZ可分别分为CoreY,ArmY和VmotifY以及CoreZ,ArmZ和VmotifZ域。VmotifY和VmotifZ形成复合物的Vmotif结构域, CoreY和CoreZ形成核心域。然而,一旦ManY和ManZ仅根据其CoreY和CoreZ域对齐,VmotifY和VmotifZ域由于ArmY和ArmZ的不同取向而分开。当ManY和ManZ根据Vmotif域对齐时,核心域在膜中旋转。
ManYZ复合物的Cryo-EM结构研究该研究已经解决了ManYZ在面向内的构象状态下的低温-EM结构。Man-PTS转运蛋白进行底物转运时,底物结合核心结构域可以穿过细胞膜进行旋转。由于man-PTS的多重作用,ManYZ的结构也揭示了进一步研究破译噬菌体λDNA注射和开发细菌素的必要性,以便安全有效地应用作为食品防腐剂和抗生素的新药 - 耐药病原体。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41422-019-0194-z
来源:Plant_ihuman iNature
原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3MTE3MjUyOA==&mid=2247502153&idx=5&sn=81f059e26d20982de23eded4821eb6ab&chksm=fce6ba96cb91338042819d5b2a4f1e8a11ad5d5f4344215aa09e50472e02384ae9866bc3ed94&scene=27#wechat_redirect
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