《Cell》，用于浮力控制运动的气体囊泡的冷冻电镜结构

气泡壳层的分子结构是如何实现选择性渗透和气泡增长的？研究人员通过解析微生物气泡的分子结构，发现气泡壳层由结构蛋白GvpA组成，可自组装为中空的螺旋柱体，通过小孔实现气体的选择性渗透。

3月2日，来自荷兰代尔夫特理工大学Kavli纳米科学研究所生物纳米科学系的Cryo-Em Structure Of Gas Vesicles For Buoyancy-Controlled Motility等人在Cell期刊发表论文"Cryo-EM structure of gas vesicles for buoyancy-controlled motility"。本文介绍了使用冷冻电镜技术解析微生物气泡的分子结构，气泡壳层主要由结构蛋白GvpA组成，可自组装为中空的螺旋柱体，并通过小孔实现气体的选择性渗透。

本研究发现GvpA的折叠方式与薄壁圆柱承受力有关，而内部超疏水性能有效地阻挡了水的进入。研究还证实了不同物种气泡组装的高度保守性，并发现了辅助气泡增长的GvpC结构蛋白的结合界面和几何特征。文章对气泡的组装、分子特性、演化和应用等进行了分析，为气泡生物学和分子工程学做出了重要贡献。文章还提出了许多问题，例如GvpA在组装初期的形态和其他Gvp结构蛋白在气泡的增长中的作用等，这些问题有望在今后的研究中得到解决。         

GvpA的折叠方式与薄壁圆柱承受力有关，而内部超疏水性能有效地阻挡了水的进入。文章还研究了气泡壳层的生长机制，发现气泡在达到一定直径时，会从双锥体转变为圆柱体，并通过分子级别的构象变化来适应不同大小的气泡的需要。

气泡的组装和分子特性是如何演化和保守的？作者研究了不同物种气泡组装的结构和分子特性，证实了它们之间的高度保守性，并发现了辅助气泡增长的GvpC结构蛋白的结合界面和几何特征。这些结果表明，不同物种之间的气泡组装是高度保守的，这有助于揭示气泡的分子特性和演化规律。

原文链接: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00100-9#%20

转自：“科学研究进展”微信公众号

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