上周发布了哪些“结构”文章？又取得了哪些科研进展？
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2022.9.19~2022.9.25
CNS刊登文章
01
Nature
2022/09/21
1.“Plant receptor-like protein activation by a microbial glycoside hydrolase”
植物依靠定位于细胞表面的模式识别受体来监控病原菌侵害的危险信号并触发免疫反应。具有富含亮氨酸重复基序 (LRR) 胞外域的受体蛋白 (RLP) 是模式识别受体的一个亚类，在植物免疫中发挥关键作用。LRR-RLPs 的配体识别和激活机制仍然不清楚。
清华大学、北京生物结构前沿研究中心柴继杰教授团队和南京农业大学王源超教授团队合作解析了来自本生烟的 LRR-RLP和细胞膜受体蛋白RXEG1的晶体结构，该晶体结构可以识别来自病原体大豆疫霉菌的XEG1木葡聚糖酶。该结构显示特异性的XEG1 识别主要由RXEG1的氨基末端和羧基末端loop区（RXEG1(ID)）介导。这两个loop区恰好结合在XEG1的酶活性位点的口袋中，抑制其酶活性并抑制本生烟的疫霉感染。此外，团队基于冷冻电镜解析的受体-配体-共受体复合物(RXEG1-XEG1-BAK1)的结构与受体RXEG1、受体-配体识别(RXEG1-XEG1)结构做对比后揭示XEG1并不直接参与RXEG1与共受体BAK1的互作，而是通过别构效应间接促进RXEG1与BAK1的异源二聚化，从而触发 RXEG1 介导的免疫反应。研究首次揭示了配体诱导的受体 LRR-RLP与 BAK1 异二聚化识别和激活的分子机制，并表明 LRR-RLP 在植物免疫中的双重功能。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05214-x
2022/09/21
2. “Structural basis for directional chitin biosynthesis”
几丁质是自然界中含量最丰富的氨基多糖，是一种由 N-乙酰氨基葡萄糖 (GlcNAc) 单元组成的胞外聚合物，其生物合成对大量生物的生存和繁殖至关重要，这些生物包括许多种严重危害农业生产的害虫、病原真菌和卵菌等。几丁质生物合成的关键反应由几丁质合成酶催化，这是一种膜整合的糖基转移酶，可将 GlcNAc 从 UDP-GlcNAc 转移到一个生长中的几丁质链上。然而，这一过程的确切机制尚未阐明。来自中国农科院植保所的杨青教授和中国科学院高能物理所的龚勇研究员合作解析了来自大豆疫霉菌的几丁质合成酶(PsChs1)的五种冷冻电镜结构，分别是apo、GlcNAc 结合、新生几丁质寡聚体结合、UDP 结合（合成后）和几丁质合酶抑制剂尼可霉素（NikZ）结合，为几丁质生物合成及其竞争性抑制的过程提供了详细的结构视图。这些结构揭示了几丁质合成反应室的结构，这里具有底物结合位点、催化中心和聚合物转运通道的入口，聚合物转运通道允许聚合物产物的排出。这种结构揭示了几丁质生物合成中从 UDP-GlcNAc 结合和聚合物延伸到释放最终产物的连续关键事件。这是第一次从原子水平上向人们展示了一个有方向性的、多步骤偶联的几丁质生物合成过程。这项研究为靶向几丁质合成的绿色农药开发提供了基础性、关键性信息，使得以几丁质合成酶为分子靶标精准开发新型绿色农药成为科学可行的方案，具有重要的理论和应用价值。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05244-5
2022/09/21
3.“Enantioselective [2+2]-cycloadditions with triplet photoenzymes”
4.“A Designed Photoenzyme for Enantioselective [2+2]-Cycloadditions”
自然进化的酶，尽管种类繁多且功能多样，但主要通过热化学驱动活化机制。能受光驱动的天然光酶十分稀缺，目前已经发现的光酶仅有光合作用相关的原叶绿素酸酯还原酶、修复DNA损伤的光裂合酶、脂肪酸脱羧酶等少数几种。将合成化学发展的光催化剂和光催化机制融合到蛋白中构建新型人工光酶，例如三重态能量转移，能突破天然酶热催化机制的局限，从根本上拓展生物催化的反应类型。
来自华中科技大学化学与化工学院钟芳锐、吴钰周教授团队与西北大学陈希教授合作将合成化学发展的二苯甲酮类优异光敏剂通过基因密码子拓展技术定点插入到靶蛋白的手性空腔中，构建了含非天然催化活性中心的人工光酶TPe，由于二苯甲酮独特优异的三重态光物理性质，该光酶具有能量转移催化的非天然功能和作用机制，能催化底物从分子基态跃迁到激发态发生光反应。该光酶能高效催化吲哚衍生物的分子内[2+2]光环加成反应，所获得的环丁烷并吲哚啉类产物具有良好的底物普适性和手性选择性(可以获得大于99%的单一手性异构体)。陈希团队通过X-ray解析光酶与底物的单晶结构，阐明了反应优异的手性选择性来源于光敏剂和周边关键氨基酸残基与底物之间形成的氢键等多重弱键协同作用。这项研究为有机分子激发态反应的手性选择性调控提供了有效的手段，且提出的“三重态光酶”这一概念有希望应用于其它更多类型的不对称光催化反应。
来自曼彻斯特大学化学系的Anthony P. Green和Richard Obexer课题组合作同样将基因编码的光敏剂安装到 DA_20_0013 的 β-螺旋桨支架中，将狄尔斯-阿尔得酶转化为[2+2]环加成的光酶 (EnT1.0)。随后经过进一步的开发研究出了一种高效且具有手性选择性的酶（EnT1.3，高达 99% e.e.），可促进分子内和双分子环加成。EnT1.3 的转换次数超过 300 次，与小分子光催化剂相比，它可以在有氧条件和环境温度下有效工作。EnT1.3-产品复合物的 X-ray晶体结构显示了多种功能成分如何协同工作以促进高效和选择性的光催化。该研究为开发新一代对映选择性光催化剂建立了框架。
原文链接
3.https://www.nature.com/articles/s41586-022-05342-4
原文链接
4.https://www.nature.com/articles/s41586-022-05335-3
Science
本周无
Cell
本周无
2022.9.19~2022.9.25
子刊刊登文章
01
Nature Communications
9.19
1. “Structural characterization of a soil viral auxiliary metabolic gene product – a functional chitosanase”
9.20
2. “Structural basis of adhesion GPCR GPR110 activation by stalk peptide and G-proteins coupling”
9.20
3.“Structure of the PAPP-ABP5 complex reveals mechanism of substrate recognition”
9.20
4.“Insight into mode-of-action and structural determinants of the compstatin family of clinical complement inhibitors”
9.22
5.“A fungal tolerance trait and selective inhibitors proffer HMG-CoA reductase as a herbicide mode-of-action”
9.22
6.“Protein condensation diseases: therapeutic opportunities”
9.23
7. “Activation of the insulin receptor by an insulin mimetic peptide”
9.23
8.“The evolutionary advantage of an aromatic clamp in plant family 3 glycoside exo-hydrolases”
9.24
9.“Structure of the malaria vaccine candidate Pfs48/45 and its recognition by transmission blocking antibodies”
9.24
10.“Tail proteins of phage SU10 reorganize into the nozzle for genome delivery”
02
Science Advances
9.21
1.“The structure of a polyketide synthase bimodule core”
9.23
2.“Self-assembling peptide nanofiber HIV vaccine elicits robust vaccine-induced antibody functions and modulates Fc glycosylation”
9.23
3.“Cryo–electron microscopy unveils unique structural features of the human Kir2.1 channel”
转自：“水木未来资讯”微信公众号
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