结构速递 | 一周“结构”要览 VOL.87(10.30~11.05)
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。
2023.10.30~2023.11.05
CNS刊登文章
01
Nature
2023/11/01
1.“Cryo-EM structure of the human cardiac myosin filament”
心脏泵血的动力来源于肌球蛋白（myosin）丝拉动肌动蛋白丝产生心脏收缩。除肌球蛋白外，心肌肌丝还包含心脏肌球蛋白结合蛋白C（cMyBP-C），它可以根据生理刺激来调节心脏的收缩力，以及肌巨蛋白（titin），它在细丝组装中充当支架的作用。肌动蛋白、cMyBP-C和titin都会发生突变，这些突变可能导致心脏衰竭。尽管心脏肌动蛋白细丝对生命至关重要，但它们的分子结构长期以来一直是一个谜。
来自美国麻省大学陈医学院Roger Craig、Raúl Padrón和Debabrata Dutta课题组合作利用冷冻电镜解析了人类心脏细丝主要（含cMyBP-C）区域的结构。重构的结构揭示了titin和cMyBP-C的结构，并揭示了肌球蛋白的马达结构域（头部）如何形成三种不同类型的结构域（提供功能灵活性），它们相互之间以及与titin和cMyBP-C相互作用，从而决定了心肌丝的结构和功能。研究人员还解析了肌球蛋白尾部在丝状骨架中的排列。该结构揭示了cMyBP-C如何参与心脏超放松状态的产生；titin和cMyBP-C如何促进长度依赖性激活；以及肌球蛋白和cMyBP-C的突变如何干扰相互作用，从而导致疾病产生。该结构重建解决了过去未知的心肌功能，并整合了以往与心肌结构和功能有关的数据。它为解释心肌的结构、生理和功能提供了参考。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06691-4
2023/11/01
2.“Structure of the native myosin filament in the relaxed cardiac sarcomere”
粗丝是肌节的关键组成部分，肌节是横纹肌的基本单位。粗丝蛋白的改变与家族性肥厚性心肌病和其它心脏及肌肉疾病有关。尽管粗丝具有核心重要性，但其分子结构仍不清楚。
来自德国马克斯·普朗克分子生理学研究所的Stefan Raunser课题组展示了通过Cryo-ET确定的放松状态下天然心脏肌节的分子结构。研究人员对粗丝的重构揭示了肌球蛋白、肌联蛋白和肌球蛋白结合蛋白 C (MyBP-C) 的三维组织。肌球蛋白分子的排列取决于它们沿肌丝的位置，这表明其在应变敏感性和力产生方面具有特殊的能力。三对肌巨蛋白-α（titin）和肌联蛋白-β 链沿着肌丝轴向延伸，与肌球蛋白尾部交织在一起,可能协调肌节的长度依赖性激活。值得注意的是，三个肌巨蛋白-α 链沿着粗丝的整个长度延伸，而肌巨蛋白-β 链则不然。该结构还表明，MyBP-C 桥接细丝和粗丝，其羧基末端区域与肌球蛋白尾部结合，并以不可预见的方式直接稳定肌球蛋白头部的关闭状态。这些结果为未来研究肌肉疾病涉及肌节组分提供了基础。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06690-5
2023/11/01
3. “Mechanisms of neurotransmitter transport and drug inhibition in human VMAT2”
多巴胺和血清素等单胺类神经递质控制着重要的大脑通路，包括运动、睡眠、奖赏和情绪。单胺能回路的功能障碍与多种神经退行性疾病和神经精神疾病有关。囊泡单胺转运蛋白（VMAT）将单胺装入囊泡中以便突触释放，对神经传递至关重要。VMAT也是多种不同疾病的治疗药物靶点。尽管这些转运蛋白非常重要，但VMATs的底物转运和药物抑制机制却一直难以捉摸。
来自北京大学生命科学学院张哲课题组和美国圣裘德儿童研究医院李佳学课题组合作解析了人类囊泡单胺转运体VMAT2与抗胆碱药物丁苯那嗪（tetrabenazine，TBZ）、抗高血压药物利血平（reserpine，RSP）或底物血清素复合物的冷冻电镜结构。值得注意的是，这两种药物的抑制机制完全不同。TBZ以lumen-facing的构象与VMAT2结合，TBZ的结合将VMAT2进一步锁定在occluded状态，此时VMAT2对膜两侧均不开放，由此阻碍了底物的结合和转运。此前的研究表明，VMAT2在cytoplasm-facing构象时与RSP的亲和力较强，作者最终解析了VMAT2突变体Y418S在cytoplasm-facing构象下与RSP以及底物5-HT的复合物结构。作者进一步通过比较两种不同构象状态的结构变化，提出了VMAT2利用alternating access方式转运底物的工作模型。这些发现为理解突触囊泡转运蛋白运输神经递质的生理学和药理学提供了一个结构框架。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06727-9
Science
本周无
Cell
本周无
2023.10.30~2023.11.05
子刊刊登文章
01
Cell Research
11.02
“Structural insights into asymmetric activation of the calcium-sensing receptor–Gq complex”
02
Molecular Cell
11.02
“Transcriptional elongation control in developmental gene expression, aging, and disease”
03
Nature Structural & Molecular Biology
10.30
“The molecular basis of drug selectivity for α5 subunit-containing GABAA receptors”
04
Nature Communications
10.30
1. “A marine cryptochrome with an inverse photo-oligomerization mechanism”
10.30
2. “DIAPH1-MFN2 interaction regulates mitochondria-SR/ER contact and modulates ischemic/hypoxic stress”
10.31
3.“Cryo-EM structure of human O-GlcNAcylation enzyme pair OGT-OGA complex”
10.31
4. “The structure of a hibernating ribosome in a Lyme disease pathogen”
11.04
5.“Recognition and reprogramming of E3 ubiquitin ligase surfaces by α-helical peptides”
11.02
6.“Structural basis for stabilisation of the RAD51 nucleoprotein filament by BRCA2”
11.03
7.“DNAJB6 mutants display toxic gain of function through unregulated interaction with Hsp70 chaperones”
11.04
8. “Structural basis for the toxicity of Legionella pneumophila effector SidH”
11.03
9.“Structure and function of the EA1 surface layer of Bacillus anthracis”
11.04
10.“Structural adaptation of fungal cell wall in hypersaline environment”
05
Science Advances
11.01
“Solid-state NMR structure determination of a membrane protein in E. coli cellular inner membrane”
作者 | 谭佳鑫
审稿 | 肖媛
责编 | 囡囡
设计、排版 | 可洲
微信号：FRCBS-THU
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