结构速递 | 一周“结构”要览 VOL.69(6.26~7.02)
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。
2023.6.26~2023.7.02
CNS刊登文章
01
Nature
2023/6/28
“Fanzor is a eukaryotic programmable RNA-guided endonuclease”
RNA-guided系统是利用guide RNA和靶核酸序列之间的互补作用来识别遗传元件的系统，在原核生物和真核生物的生物学过程中发挥着核心作用。例如，原核CRISPR-Cas系统为细菌和古菌提供了针对外来遗传元件的适应性免疫。虽然目前已经对一些真核生物的RNA-guided系统进行了研究，如RNA干扰和核糖体RNA修饰，但真核生物是否有RNA引导的核酸内切酶仍不清楚。最近，一种新的原核RNA-guided系统(称为OMEGA)被报道。OMEGA效应蛋白TnpB是Cas12的假定祖先，具有RNA-guided的核酸内切酶活性。TnpB也可能是真核生物转座子编码的Fanzor (Fz)蛋白的祖先，因此提出了真核生物也具备CRISPR-Cas/OMEGA-like可编程RNA-guided的内切核酸酶的可能性。
来自麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的张锋团队报告了Fz的生化特征，表明它是一个RNA-guided的DNA内切酶。他们还表明，Fz可以被重新编程用于人类基因组工程应用。最后使用冷冻电镜解析了2.7Å的Spizellomyces punctatus Fz (SpuFz) 的结构，揭示了Fz, TnpB和Cas12之间的核心区域的保守性，尽管同源RNA结构不同。研究结果表明，Fz是一个真核细胞的OMEGA系统，表明RNA-guided的核酸内切酶存在于生命的所有三个领域。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06356-2
02
Science
2023/6/29
“Hexasome-INO80 complex reveals structural basis of noncanonical nucleosome remodeling”
H2A-H2B组蛋白二聚体的丧失是转录基因激活的标志，但非规范核小体的细胞机制以及功能仍然大部分不清楚。
来自欧洲分子生物学实验室的Sebastian Eustermann课题组解析了INO80复合物通过ATP依赖的方式对六聚体进行染色质重塑的结构机制。研究者展示了INO80如何识别由于H2A-H2B丧失而出现的非规范DNA和组蛋白六聚体的特征。一个大的结构重排将INO80的催化核心切换到独特的旋转模式，而其核肌动蛋白模块则保持与未包裹的连接DNA的长片段相连接，直接通过感应裸露的H3-H4组蛋白界面激活INO80，与H2A-H2B酸性区域无关。本研究揭示了H2A-H2B的丧失如何使重塑因子能够进入一个不同、但尚未探索的以能量驱动的染色质调控层面。
原文链接
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf6287
03
Cell
2023/6/27
“Discovery of deaminase functions by structure-based protein clustering”
蛋白质功能的阐明及其在生物工程中的应用极大地推动了生命科学的发展。蛋白质挖掘工作通常依赖于氨基酸序列而不是蛋白质结构。
来自中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞以及Kevin Tianmeng Zhao合作通过基于结构的蛋白质聚类发现脱氨酶的功能。研究人员了使用AlphaFold2来预测并随后根据预测的结构相似性对整个蛋白质家族进行聚类，他们首先选择了脱氨酶蛋白进行分析，并确定了许多以前未知的特性。研究发现，DddA-like支系中的大多数蛋白不是双链DNA脱氨酶，据此研究人员设计了最小的单链特异性胞苷脱氨酶，使高效的胞苷碱基编辑（CBE）能够被包装到一个腺相关病毒（AAV）中。重要的是，研究人员剖析了这个支系中的一种脱氨酶，它能在大豆植物中进行强有力的编辑，是以前的CBE是无法做到的。基于人工智能辅助的结构预测，这些被发现的脱氨酶极大地扩展了碱基编辑器在治疗和农业应用中的效用。
原文链接
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00593-7
2023.6.26~2023.7.02
子刊刊登文章
01
Molecular Cell
6.26
“Structural insights into human co-transcriptional capping”
02
Nature Structural & Molecular Biology
6.29
1.“Mechanisms of inward transmembrane proton translocation”
6.29
2.“Hierarchical TAF1-dependent co-translational assembly of the basal transcription factor TFIID”
03
Nature Communications
6.28
“Structure of human CALHM1 reveals key locations for channel regulation and blockade by ruthenium red”
04
Science Advances
6.28
“Functional regulation of an intrinsically disordered protein via a conformationally excited state”
Cell Research
本周无
作者 | 谭佳鑫
审稿 | 肖媛
责编 | 囡囡
设计、排版 | 可洲
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