以下文章来源于北京生物结构前沿研究中心 ，作者谭佳鑫
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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2023.8.21~2023.8.27
CNS刊登文章
01
Nature
2023/8/23
1.“Structural mechanism of mitochondrial membrane remodelling by human OPA1”
线粒体网络的不同形态支持着决定细胞功能和命运的不同代谢和调节过程。机械化学GTP酶OPA1（optic atrophy 1）影响嵴的结构，并催化线粒体内膜的融合。尽管OPA1至关重要，但其调节线粒体形态的分子机制尚不清楚。
来自美国科罗拉多大学的Halil Aydin团队和美国加州大学旧金山分校的Adam Frost结合细胞和结构分析来阐明了OPA1依赖性膜重塑和融合的关键分子机制。人类OPA1通过一个脂质结合桨状结构域嵌入含心磷脂的膜中。桨状结构域内的一个保守环深入双分子层，并进一步稳定了与富含心磷脂膜的相互作用。通过桨状结构域的OPA1二聚化促进了膜上柔性OPA1晶格的螺旋组装，从而推动了细胞内线粒体的融合。此外，膜弯曲的OPA1寡聚体发生构象变化，将膜插入环拉出外叶，促进了膜的力学重塑。这些发现为理解人类OPA1如何塑造线粒体形态提供了一个结构框架，并向人们展示了人类疾病突变如何损害OPA1的功能。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06441-6
2023/8/23
2. “OPA1 helical structures give perspective to mitochondrial dysfunction”
显性视神经萎缩是导致儿童失明的主要原因之一。约60-80%的病例是由编码OPA1的基因突变引起的，该蛋白在线粒体内膜融合和嵴重塑中起关键作用，对线粒体的动态组织和调节至关重要。OPA1基因突变会导致线粒体内膜和外膜在GTP酶介导下的融合过程失调。
来自美国国立卫生研究院Jenny E. Hinshaw课题组发现, OPA1螺旋结构揭示线粒体功能障碍。研究人员使用冷冻电镜方法来解析了在核苷酸存在和不存在的情况下，OPA1在脂膜管上组装的螺旋结构问题。这些螺旋装配组织成密集的蛋白质梯级，梯级间的连接极少，并表现出GTP酶结构域的核苷酸依赖性二聚化，这是dynamin超家族蛋白质的特征。OPA1的桨叶结构域还含有几种独特的二级结构，包括膜插入螺旋，这些结构加强了其与膜的结合。这些结构特征揭示了致病点突变对蛋白质折叠、蛋白质间组装和膜相互作用的影响。此外，在基于细胞的实验中，破坏OPA1组装界面和膜结合的突变会导致线粒体破碎，从而为这些相互作用的生物学相关性提供了证据。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06462-1
02
Science
2023/8/25
“Structural insights into histone binding and nucleosome assembly by chromatin assembly factor-1”
染色质遗传需要染色质组装因子CAF-1在DNA复制后重新组装核小体。然而，人们对CAF-1的组蛋白结合模式和核小体组装过程还缺乏直接的了解。
来自中国科学院生物物理研究所的许瑞明课题组联合李国红、朱冰课题组合作揭示CAF-1对组蛋白结合和核小体组装的结构性见解。研究人员报告了人类CAF-1在没有组蛋白的情况下的晶体结构，以及CAF-1与组蛋白H3和H4复合物的冷冻电镜结构。一个组蛋白H3-H4异二聚体主要通过p60亚基和p150亚基的酸性结构域与一个CAF-1复合物结合。研究人员还观察到一个二聚CAF-1-H3-H4超级复合物，其中两个H3-H4异源二聚体正准备组装成四聚体，并发现CAF-1能促进H3-H4四聚体的右旋DNA包裹。这些发现表明DNA参与了H3-H4四聚体的形成，并表明染色质复制中有一个右旋核小体前体，提示了手性可能是调控核小体装配重要手段之一，刷新了人们对核小体装配过程的认知。
原文链接
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.add8673
03
Cell
2023/8/25
“Structure of the thrombopoietin-MPL receptor complex is a blueprint for biasing hematopoiesis”
血小板生成素（Thrombopoietin，简称THPO或TPO）是造血干细胞（Hematopoietic Stem Cell，简称HSC）维持和巨核细胞分化所必需的细胞因子。
来自美国斯坦福大学医学院的K. Christopher Garcia和来自英国约克大学生物系的Ian S. Hitchcock课题组合作解析了外源性TPO-TPO受体（TpoR或MPL）信号复合物的3.4 Å分辨率的冷冻电镜结构，揭示了同源二聚体MPL激活的基础，为基因丧失功能性血小板减少症突变提供了结构合理化解释。这一结构指导了TPO突变体（TPOmod）的设计，这些突变体具有从中和拮抗剂到部分激动剂和超激动剂的不同信号活性。部分激动剂TPOmod解耦了JAK/STAT与ERK/AKT/CREB的激活，导致了对巨核细胞生成和血小板产生的偏向，同时在小鼠中没有引起显著的HSC扩张，在体外对人类HSCs的维持效果也更优越。这些数据展示了TPO两种主要作用的功能解耦，突显了TPOmod在血液学研究和临床HSC移植中的潜在实用性。
原文链接
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00852-8
2023.8.21~2023.8.27
子刊刊登文章
01
Nature Structural & Molecular Biology
8.24
1.“A four-point molecular handover during Okazaki maturation”
8.24
2.“Lis1 relieves cytoplasmic dynein-1 autoinhibition by acting as a molecular wedge”
02
Nature Communications
8.21
1.“Redox driven B12-ligand switch drives CarH photoresponse”
8.21
2.“Characterization of two O-methyltransferases involved in the biosynthesis of O-methylated catechins in tea plant”
8.21
3.“Crystal structure and functional implications of cyclic di-pyrimidine-synthesizing cGAS/DncV-like nucleotidyltransferases”
8.21
4.“Hydrophobic interactions dominate the recognition of a KRAS G12V neoantigen”
8.22
5.“Structural insights into opposing actions of neurosteroids on GABAA receptors”
8.24
6.“Molecular architecture and conservation of an immature human endogenous retrovirus”
8.24
7. “Structural basis of peptidoglycan synthesis by E. coli RodA-PBP2 complex”
8.24
8.“Structural basis of lipid-droplet localization of 17-beta-hydroxysteroid dehydrogenase 13”
8.25
9.“Architecture of the Heme-translocating CcmABCD/E complex required for Cytochrome c maturation”
8.25
10. “Structural basis for the allosteric modulation of rhodopsin by nanobody binding to its extracellular domain”
8.26
11. “Assembly landscape for the bacterial large ribosomal subunit”
8.26
12. “Structural mechanism of R2D2 and Loqs-PD synergistic modulation on DmDcr-2 oligomers”
8.26
13.“FAP106 is an interaction hub for assembling microtubule inner proteins at the cilium inner junction”
03
Science Advances
8.23
1.“Fluoride permeation mechanism of the Fluc channel in liposomes revealed by solid-state NMR”
8.23
2.“The energetics and ion coupling of cholesterol transport through Patched1”
8.25
3.Structural basis of telomeric nucleosome recognition by shelterin factor TRF1
Cell Research
本周无
Molecular Cell
本周无
作者 | 谭佳鑫
转自：“水木未来资讯”微信公众号
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