结构速递 | 一周“结构”要览 VOL.51(2.20~2.26)
上周发布了哪些“结构”文章？又取得了哪些科研进展？
结构速递栏目以每周“结构”相关领域刊文为主题，梳理一周结构发文大事记，“结构速递”为您传递最新、最快、最权威的结构资讯。
2023.2.20~2023.2.26
CNS刊登文章
01
Nature
2023/2/22
1. “Structure of the human DICER–pre-miRNA complex in a dicing state”
Dicer 在小 RNA 生物发生、加工双链 RNA (dsRNA)中起着关键作用。人DICER（hDICER，也称为 DICER1）专门用于切割小发夹结构，例如前体 microRNA（pre-miRNA），并且对长 dsRNA 的活性有限 - 与其在低等真核生物和植物中切割长 dsRNA 的同源物不同。虽然长 dsRNA 被切割的机制已经比较清楚，但我们对 pre-miRNA 加工的理解还是不完整的，因为缺乏处于催化状态的 hDICER 结构。
来自韩国国立首尔大学V. Narry Kim和Soung-Hun Roh团队合作解析了 hDICER 在切割状态下与 pre-miRNA 结合的冷冻电镜结构，并揭示了 pre-miRNA 加工的结构基础。hDICER 经历了巨大的构象变化以达到激活状态。解旋酶结构域变成柔性结构，以允许 pre-miRNA 与催化区域结合。双链 RNA 结合域通过对新发现的“GYM 基序”的序列独立和序列特异性识别，将 pre-miRNA 重新定位并锚定在特定位置。DICER中 特定的 PAZ螺旋也重新定向以容纳 RNA。此外，此结构确定了插入碱性口袋的 pre-miRNA 5'端的结构。在这个口袋中，一组精氨酸残基识别 5' 末端碱基和末端单磷酸，这解释了 hDICER 的特异性以及它如何确定切割位点。研究者在损害 miRNA 生物发生的 5' 口袋的残基中鉴定了癌症相关突变。本研究揭示了 hDICER 如何以严格的特异性识别 pre-miRNA，并有助于对 hDICER 相关疾病的机制理解。
2023/2/22
从头酶设计需要将催化目标反应的活性位点和底物结合口袋纳入蛋白骨架，但由于缺乏合适的蛋白质结构和天然蛋白质序列-结构关系的复杂性而受到限制。
来自美国华盛顿大学的David Baker团队开发了一种基于深度学习的方法（family-wide hallucination）以生成大量包含不同形状口袋的蛋白结构。使用这些支架结构设计人工荧光素酶，选择性催化合成荧光素底物二苯基特拉嗪（DTZ）和 2-脱氧腔肠素（h-CTZ）的氧化化学发光。设计的活性位点将精氨酸胍基团定位在与反应过程中形成的阴离子相邻的位置，形成了具有高互补性的结合口袋。对于两种荧光素底物，研究者都获得了具有高选择性的设计荧光素酶；其中最活跃的是一种小的 (13.9 kDa) 和具有高热稳定性（熔解温度高于 95 °C）的酶，其对DTZ的催化效率与天然荧光素酶几乎相同，但底物特异性高得多。从零开始创建具有广泛生物医学应用的高活性和特异性生物催化剂是计算酶设计的一个重要里程碑，本研究的方法应该能够产生其他类型的荧光素酶和其他酶。
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05696-3
02
Cell
2023/2/23
“Discovery of natural-product-derived sequanamycins as potent oral anti-tuberculosis agents”
结核病耐药性的出现使药物市场迫切需要新的抗结核药物的出现。来自美国德州农工大学的James C. Sacchettini 课题组发现了一系列称为 sequanamycins 的大环内酯类化合物，它们具有出色的体外和体内抗结核分枝杆菌 (Mtb) 活性。Sequanamycins 是细菌核糖体抑制剂，与核糖体相互作用的方式类似于红霉素和克拉霉素等经典大环内酯类药物，但具有结合特性，可以克服 Mtb 固有的大环内酯类药物耐药性。结合抑制剂的核糖体结构被用于优化sequanamycin以产生高级化合物SEQ-9。SEQ-9 作为单一药物在急性和慢性结核病的小鼠模型中均有效，并且它与其他结核病药物联合使用在小鼠结核病感染模型中表现出杀菌活性。这些结果支持将该系列作为 TB 临床候选物进行进一步研究，并有可能用于针对药物敏感和耐药 TB 的新方案。
原文链接
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00102-2
Science
本周无
2023.2.20~2023.2.26
子刊刊登文章
01
Nature Structural & Molecular Biology
2.20
1.“Modeling HIV-1 nuclear entry with nucleoporin-gated DNA-origami channels”
2.23
2.“A shape-shifting nuclease unravels structured RNA”
02
Nature Communications
2.21
1.“Noncanonical amino acids as doubly bio-orthogonal handles for one-pot preparation of protein multiconjugates”
2.22
2.“Structural remodelling of the carbon–phosphorus lyase machinery by a dual ABC ATPase”
2.23
3.“Structure of human NaV1.6 channel reveals Na+ selectivity and pore blockade by 4,9-anhydro-tetrodotoxin”
2.23
4.“Structural basis of lysophosphatidylserine receptor GPR174 ligand recognition and activation”
2.25
5.“Hierarchical graph learning for protein–protein interaction”
2.25
6.“The translating bacterial ribosome at 1.55 Å resolution generated by cryo-EM imaging services”
2.25
7.“A robust approach for MicroED sample preparation of lipidic cubic phase embedded membrane protein crystals”
2.25
8.“Membrane phospholipids control gating of the mechanosensitive potassium leak channel TREK1”
2.25
9.“Structural consequences of turnover-induced homocitrate loss in nitrogenase”
03
Science Advances
2.22
1.“Structure-informed microbial population genetics elucidate selective pressures that shape protein evolution”
2.24
2.“Xeno interactions between MHC-I proteins and molecular chaperones enable ligand exchange on a broad repertoire of HLA allotypes”
作者 | 谭佳鑫
审稿 | 肖媛
责编 | 囡囡
设计、排版 | 可洲
Cell Research
本周无
Molecular Cell
本周无
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