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關于冷凍電鏡解析的人源蛋白酶體組裝的變構選擇機制

2021-04-11 00:00:00
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項目成果/簡介:

蛋白酶體是細胞用來調控特定蛋白質的濃度和清除錯誤折疊蛋白質的主要機制,是細胞中最普遍的不可或缺的大型 蛋白復合機器之一,也是迄今為止發現的最大的蛋白降解機器。 蛋白酶體全酶是由蓋子 (Lid)和基座(Base)亞復 合體組成的調控顆粒RP(Regulatory Particle)所激活。基座亞復合體在組裝過程中最重要的一個步驟是異質六 聚AAA-ATPase環的組裝。這個過程至少需要被PAAF1, p28/gankyrin, p27/PSMD9和S5b這四種調控顆粒(RP)組 裝伴侶蛋白分子所引導。天然的自由態19S調控復合體的構象存在大量的亞穩定態,并表現出大幅度的局部構象漲 落,使冷凍電子顯微鏡技術成為解析其結構的唯一手段。


利用 冷凍電鏡解析人源蛋白酶體全酶的基礎上(見PNAS 2016, 113: 12991-12996),利用他們自主開發的基于統計 流行算法的高性能計算軟件ROME(見PLoS ONE 2017, 12:e0182130)與優化的冷凍電鏡處理方法對p28-RP復合 體細微動態構象進行深度分類,共解析出了1個4.5-? p28綁定的調控顆粒(RP)非AAA的亞復合體,3個近7-? p28 綁定的完整RP結構,1個亞納米精度下的非p28綁定的完整RP結構以及7個亞納米精度下的由Rpn1-p28-AAA組成的p28 綁定RP的亞復合體的動態構象。觀察到自由態RP調控顆粒中p28-綁定的AAA環并沒有組成的閉 環孔狀通道,而是自發地在Rpt2-Rpt6和Rpt3-Rpt4界面上形成多個由“開”到“關”的拓撲變構。

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