杨茂君等在《细胞研究》阐明生物摄取金属离子机制
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北大生命高校杨茂君钻探组在Cell Research上宣布学术散文

清华杨茂君商讨组Cell Res发掘金属离子吸取机制

7月22日,Nature communications报载了中科院新加坡生命调查研讨院植物生理生态研商所张鹏钻探组题为Structures of FolT at substrate-bound and -released conformations reveal a gating mechanism of ECF transporters的钻研随想。该切磋通过分析叶酸ECF转运蛋白复合体中底物结合蛋白FolT与底物叶酸结合状态的晶体构造以至生物化学深入分析比较,拆穿了ECF转运蛋白底物结合与自由的门控机制。

表明生物体吸收镍钴等金属离子的体制

来源:生物通 2013-12-27

ECF转运蛋白归于一类新型ABC转运蛋白,遍布存在于原生生物和植物体中,担负粗纤维类木质素物质的跨膜运输。完整的ECF转运蛋白由细胞膜上的底物结合蛋白EcfS和由膜蛋白EcfT、胞内的果胶酸结合蛋白EcfA/EcfA’组成的ECF模块组成。张鹏课题组在ECF型ABC转运蛋白跨膜转运分子机理的探究中收获了一层层进行:深入解析了叶酸ECF转运蛋白复合得体向细胞内底物释放状态的晶体构造,建议了ECF转运蛋白的办事模型(底物转运通过S蛋白在膜内的扭动达成)(Xu et al., Nature, 2013. Zhang et al., Trends Microbio, 二零一二);表明了group II ECF转运蛋白多少个底物结合蛋白EcfS共享同一ECF模块的构造底工(Zhang et al., PNAS, 2015)。不过,由于缺乏转运同一种底物的ECF转运蛋白不一样意况的构造新闻,大家对底物结合和释放的体制平素不明白。

  浙大新闻网7月24日电 1月十三日,南开东军大学子命大学杨茂君商量组在《自然》系列杂志《细胞研商》上在线发布学术故事集《底物平面构成位点决定了镍/钴能量耦合转运蛋白的底物特异性》。小说第叁遍报导了镍/钴转运复合体中底物识别蛋白NikM的高分辨晶体布局,并通过生化、细胞生物学、生物物管理学,量子化学及总括生物学等手法系统地注明了此类蛋白质复合物亲族在底物识别及转运等进程的成员机制,为领悟微型生物在蛋白质B12的合成进程中钴离子的吸收提供了新的视点。北大东军事和政院学子命科学大学杨茂君为本故事集的通信笔者,南开-哈工大-NIBS三校协同二年级硕士于游为第一作者。

  二〇一一年6月十二十一日,浙大东军事和政院学子命大学杨茂君切磋组在《自然》种类杂志《Cell Research》上在线发布了学术诗歌“Planar substrate binding site dictates the specificity of ECF-type nickel/cobalt transporters”。小说第四回报道了镍/钴转运复合体中底物识别蛋白NikM的高分辨晶体布局,并经过生化、细胞生物学、生物物医学,量子化学及总结生物学等手段系统地注脚了此类甲状腺素复合物宗族在底物识别及转运等进度的成员机制,为掌握原生生物在矿物质B12的合成进度中钴离子的吸收提供了新的视点。

在本项专门的职业中,张鹏切磋组的大学生大学生赵琴和王程程等深入分析了叶酸ECF转运蛋白复合体中的底物结合蛋白FolT叶酸结合状态的晶体布局。钻探人口由此社团拆解解析公布了叶酸在FolT上的结合位点和与之特异性功能的泛酸;利用等温滴定微热量才具测定了这么些木质素突变对叶酸结合力的震慑;进而通过将此结构与她们前边分析的不构成叶酸的FolT构造实行相比解析,开采三番两次跨膜螺旋1、2的L1 loop在叶酸结合前后爆发了十分大的构象改动。基于布局相比较与生物化学剖析结果,切磋人口指出了叶酸ECF转运蛋白底物结合与释放的门控机制:即L1 loop是担负叶酸结合与自由的门控开关。在叶酸结合时,坐落于L1 Loop上的Arg26和Lys36与叶酸分子造成盐桥与氢键成效,使L1 Loop覆盖于叶酸结合位点上方并呈关闭状态;类脂酸水解产生的构象变化最后诱致Arg26和Lys36与叶酸的咬合被打破,L1 loop的构象从关闭状态成为开放景况,那使FolT对叶酸的结合力大大裁减(Arg26和Lys36单突变可致FolT与叶酸的结合力分别猛跌落至原来的1/10和1/100State of Qatar,进而使叶酸释放。深入分析发掘EcfS蛋白常常都含有二个连接跨膜螺旋1和2的L1 loop,由此这一底物结合与自由的门控机制很也许在ECF转运蛋白亲族广泛存在。

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  南开东军事和政院学子命科学大学杨茂君为本故事集的报纸发表小编,交大-南开-NIBS三校合营二年级硕士于游为第一笔者,北大东军政高校学子命科学高校学士博士周明泽,张丽参与了该钻探工作。德国德国首都洪堡高校的ThomasEitinger教师以至浙大东军事和政院学化学系李隽教师及法国巴黎同步辐射光源姜政治和宗教师实验室成员也参预了该项研讨。

该切磋获得了科学技术部、基金委员会、中国中国科学技术大学学和植物分子遗传国家首要实验室的经费援助。晶体衍射数据采摘和剖析专门的学问取得了新加坡光源17U线站、国家矿物质实验商量设施19U线站和清华东军事和政治高校学子命中国科学技术大学学大学子闫创办实业和讲课王佳伟的补助与救助。

图:NikM底物识别机制

  从碰着中选取痕量存在的镍/钴离子对原生生物的幸存至关心注重要,已知ECF转运体是布满最广的镍/钴离子的主动运输转运体。ECF可从底物种类上得以分为两大类,一类是生物素类ECF转运体,其底物识别蛋白能够特异性的整合照对应的泛酸。另一类是离子类ECF转运体,其底物识别蛋白能够特异性识别相对应的金属离子。现已知有多少个蛋氨酸类ECF底物识别蛋白的构造能够深入分析,相关识别和转运机制也商讨的比较清楚。不过,近来截止,还不曾离子类ECF底物识别蛋白的构造消息,同期,其特异性识别镍/钴离子的分子机制也亟需证明。

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