2019年1月15日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李雪明研究組在《細(xì)胞研究》(Cell Research)雜志在線發(fā)表題為《VI型分泌系統(tǒng)膜上核心復(fù)合物結(jié)構(gòu)》“Architecture of type VI secretion system membrane core complex”的研究論文。該論文報(bào)道了細(xì)菌VI型分泌系統(tǒng)膜上核心復(fù)合物的近原子分辨率的結(jié)構(gòu),揭示了其組裝新形式。

　　革蘭氏陰性菌通過一系列不同類型的分泌系統(tǒng)向胞外或者其他細(xì)胞分泌各種底物，包括離子，小分子(如抗生素)，大分子物質(zhì)(如毒性蛋白，DNA)等，這些分泌出的底物大多都與人類健康息息相關(guān)。其中的VI型分泌系統(tǒng)(T6SS)分泌的毒性蛋白不僅僅可以作用于宿主細(xì)胞,使還可以作用于環(huán)境中的其他細(xì)菌,從而使細(xì)菌在細(xì)菌-宿主，細(xì)菌-細(xì)菌等接觸依賴型競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。VI型分泌系統(tǒng)由多于13個(gè)亞基組成的類似注射器的納米機(jī)器。其中TssJ, TssL, TssM三個(gè)蛋白組成跨細(xì)菌內(nèi)外膜約1.7MDa的復(fù)合物,主要起通道作用， 幫助底物從細(xì)菌胞質(zhì)分泌到細(xì)胞外或宿主細(xì)胞中。VI型分泌系統(tǒng)膜上核心復(fù)合物的結(jié)構(gòu)至今未獲得，精細(xì)的組裝方式仍不清楚。

　　李雪明課題組通過冷凍電鏡單顆粒重構(gòu)的方法解析了大腸桿菌來源的膜上核心復(fù)合物TssJLM 4.0 埃分辨率的分子結(jié)構(gòu)。通過冷凍電鏡結(jié)構(gòu)糾正了前人對(duì)TssJ和TssM 2:2組裝比例的錯(cuò)誤理解, 該高分辨率的結(jié)構(gòu)揭示TssJ和TssM采用新穎的3:2組裝比例。這種3:2的組裝形式明顯區(qū)別于其他分泌系統(tǒng)1:1的組裝形式。該研究還發(fā)現(xiàn)TssM采用C5對(duì)稱性,內(nèi)層和外層各五個(gè)。通過結(jié)構(gòu)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)層和外層TssM結(jié)構(gòu)有明顯構(gòu)象變化，該構(gòu)象變化很可能對(duì)通道的打開至關(guān)重要。

VI型分泌系統(tǒng)膜上核心復(fù)合物的結(jié)構(gòu)

　　清華大學(xué)生命學(xué)院李雪明研究員為本工作的通訊作者。清華大學(xué)PTN項(xiàng)目五年級(jí)博士生尹孟和生命學(xué)院五年級(jí)直博生嚴(yán)照峰為本文共同第一作者。該工作的冷凍電鏡數(shù)據(jù)采集在國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)設(shè)施(北京)的清華大學(xué)冷凍電鏡平臺(tái)完成，數(shù)據(jù)處理在國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)設(shè)施(北京)清華大學(xué)高性能計(jì)算平臺(tái)完成。該工作獲得了生命科學(xué)聯(lián)合中心、北京市結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心、國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目和科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)支持。

　　論文附件：Architecture of type VI secretion system membrane core complex.pdf

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