Cell Res：哈尔滨工业大学何元政团队获得了新型的视紫红质结构学术资讯

来源：iNature

Heliorhodopsins（HeRs）是一类新型的微生物视紫红质（MRs），与所有其他MR同源性低（<15％），并且具有独特的膜拓扑结构，其中N末端面向细胞内侧，C末端面向细胞外侧。但是，对于HeRs的结构，一直不是很清楚。

2019年12月26日，哈尔滨工业大学生命科学院何元政团队在Cell Research 在线发表题为“Crystal structure of heliorhodopsin 48C12”的研究论文，该研究报道了HeR 48C12的结构，并从分子水平角度解决了HeR的关键生理特性，例如泵/通道活性和长光周期。这对于进一步理解视紫红质的工作原理，奠定了非常好的基础。

Heliorhodopsins（HeRs）是一类新型的微生物视紫红质（MRs），与所有其他MR同源性低（<15％），并且具有独特的膜拓扑结构，其中N末端面向细胞内侧，C末端面向细胞外侧。为了探索HeRs的光活化机理，该试图解决HeR 48C12（以下简称HeR）的结构。

HeR蛋白在昆虫细胞中表达，并通过标准膜纯化方法纯化。纯化的HeR显示出单分散峰，并显示出高的热稳定性。在脂质立方相中生长出衍射良好的HeR蛋白晶体，并以2.7Å的分辨率解析了结构。该结构在每个不对称单元中均包含两个HeR分子（分别命名为链A和B），并且两个分子彼此排列得非常好。尽管结构独特且与其他MR的同源性低， HeR图显示了典型的七个跨膜螺旋束的MR。HeR结构最显著的特征是非常长的细胞外环1（ECL1），它主要由两条反平行的β链组成，这在其他视紫红质中从未见过。对表面静电的检查表明，细胞质侧（N端）带正电，而细胞外侧带负电。

该结构还表明，HeR形成二聚体。二聚体界面主要由两个垂直界面之间广泛的疏水相互作用形成：1）单体A的ECL1与单体B的ECL2 / 3在细胞外侧之间的相互作用；2）两种单体的跨膜螺旋TM4和TM5之间的相互作用。ECL1的缺失导致全跨视网膜（ATR）结合的完全丧失，其特征是紫色完全丧失，并且在尺寸色谱柱分析中主要聚集了一个小的低聚物肩峰。ECL1缺失与F144A / Y151S突变的组合导致蛋白质的完全聚集和紫色完全消失，这表明HeR功能需要二聚化。

总体而言，该研究报道了HeR 48C12的结构，并从分子水平角度解决了HeR的关键生理特性，例如泵/通道活性和长光周期。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41422-019-0266-0#auth-12

来源：Plant_ihuman iNature

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