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李雪明课题组发文报道VI型分泌系统膜上核心复合物结构
2019-01-17 11:41:21     毛雪鸥[     ]

1月15日,清华大学生命学院李雪明研究组在《细胞研究》(Cell Research)期刊在线发表题为《VI型分泌系统膜上核心复合物结构》“Architecture of type VI secretion system membrane core complex”的研究论文。该论文报道了细菌VI型分泌系统膜上核心复合物的近原子分辨率结构,揭示了其组装的新形式。

革兰氏阴性菌通过一系列不同类型的分泌系统向胞外或者其他细胞分泌各种底物,包括离子、小分子(如抗生素)、大分子物质(如毒性蛋白,DNA)等,这些分泌出的底物大多都与人类健康息息相关。其中的VI型分泌系统(T6SS)分泌的毒性蛋白不仅仅可以作用于宿主细胞,还可以作用于环境中的其他细菌,从而使细菌在细菌-宿主、细菌-细菌等接触依赖型竞争中获得优势。VI型分泌系统由多于13个亚基组成的类似注射器的纳米机器。其中TssJ, TssL, TssM三个蛋白组成跨细菌内外膜约1.7MDa的复合物,主要起通道作用, 帮助底物从细菌胞质分泌到细胞外或宿主细胞中。VI型分泌系统膜上核心复合物的结构至今未获得,精细的组装方式仍不清楚。

李雪明课题组通过冷冻电镜单颗粒重构的方法解析了大肠杆菌来源的膜上核心复合物TssJLM 4.0埃分辨率的分子结构。通过冷冻电镜结构纠正了前人对TssJ和TssM 2:2组装比例的错误理解, 该高分辨率的结构揭示TssJ和TssM采用新颖的3:2组装比例。这种3:2的组装形式明显区别于其他分泌系统1:1的组装形式。该研究还发现TssM采用C5对称性,内层和外层各五个。通过结构比对,发现内层和外层TssM结构有明显构象变化,该构象变化很可能对通道的打开至关重要。

VI型分泌系统膜上核心复合物的结构

清华大学生命学院李雪明研究员为本文通讯作者。清华大学PTN项目五年级博士生尹孟和生命学院五年级直博生严照峰为本文共同第一作者。该工作的冷冻电镜数据采集在国家蛋白质科学设施(北京)的清华大学冷冻电镜平台完成,数据处理在国家蛋白质科学设施(北京)清华大学高性能计算平台完成。该工作获得了生命科学联合中心、北京市结构生物学高精尖创新中心、国家自然科学基金委面上项目和科技部重点研发计划的经费支持。(来源:清华新闻网)

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41422-018-0130-7