结构速递 | 一周“结构”要览 VOL.102(2.12~2.18)
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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。
2024.2.12~2024.2.18
CNS刊登文章
01
Nature
2024/2/14
“Influence of pump laser fluence on ultrafast myoglobin structural dynamics”
X 射线自由电子激光器发出的高强度飞秒脉冲可以进行泵浦探针实验，以研究光诱导反应期间的电子和核变化。在从飞秒到毫秒的时间尺度上，对于各种生物系统，时间分辨串行飞秒晶体学（Time-Resolved Serial Femtosecond Crystallography，TR-SFX）是一种用于研究生物分子在光照射下发生结构变化的实验技术。这项技术为光诱导异构化、化学键断裂或形成以及电子转移提供了详细的结构数据。然而，迄今为止所有超快 TR-SFX 研究都采用了如此高的泵浦激光能量，名义上每个发色团吸收了几个光子。由于多光子吸收可能迫使蛋白质反应进入非生理途径，因此人们非常关注这种实验方法是否允许针对生物学相关的单光子诱导反应得出有效的结论。
来自德国海德堡马克斯·普朗克医学研究所的Thomas R. M. Barends和Ilme Schlichting等描述了关于碳氧肌红蛋白光解离的超快泵浦-探针 SFX 实验，表明不同的泵浦激光注量产生明显不同的结果。特别是，结构变化的动力学和观察到的 Fe-CO 键距的机械上重要的相干振荡指标（由最近的量子波包动力学预测）强烈依赖于泵浦激光能量，这与量子化学分析一致。结果证实了在线性光激发状态下进行超快 TR-SFX 泵浦探针实验的可行性和必要性。研究人员认为这是重新评估超快 TR-SFX 泵浦探针实验 20 的设计和解释的起点，以便出现机理相关的见解。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07032-9
2024/2/14
“Structure of human phagocyte NADPH oxidase in the activated state”
吞噬细胞 NADPH 氧化酶是一种以 NOX2 和 p22 亚基组成的核心蛋白质复合物，负责将电子从细胞内NADPH 转移到细胞外氧气。这个过程产生的超氧阴离子对于杀灭病原体至关重要。吞噬细胞NADPH氧化酶的激活需要膜转位和几种细胞质因子的结合。然而，细胞质因子结合并激活NOX2的确切机制尚不明确。
来自北京大学分子医学研究所的陈雷课题组解析了人类NOX2-p22复合物的结构，其被三种细胞质因子片段激活：p47、p67和Rac1。结构表明，p67-Rac1复合物夹紧NOX2的脱氢酶结构域并诱导其收缩，从而稳定了NADPH的结合并导致NADPH结合域与黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）结合域之间距离的缩短。此外，脱氢酶结构域与NOX2的跨膜结构域底部结合，减小了FAD和内部血红素之间的距离。这些结构重排可能有助于NOX2中的氧化还原中心之间的电子有效传递，并导致吞噬细胞NADPH氧化酶的激活。综上，研究者利用冷冻电镜对激活和静息状态下NOX2的结构进行了解析，从原子水平上观察到了胞浆组分p67、Rac1和p47是如何与NOX2结合并引起构象变化的，为深入理解NOX2的激活机制提供了结构基础。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07056-1
2024/2/14
“A new family of bacterial ribosome hibernation factors”
为了在饥饿和压力条件下节约能量，许多生物利用冬眠因子蛋白来抑制蛋白质合成，并保护它们的核糖体免受损害。在细菌中，已经描述了两个家族的冬眠因子，但这些蛋白的低保守性以及物种、栖息地和环境压力的巨大多样性使它们的发现变得复杂。
在这项研究中，通过结合冷冻电镜、遗传学和生物化学技术，来自英国纽卡斯尔大学生物科学研究所的Sergey V. Melnikov，英国纽卡斯尔泰恩河畔约克结构生物学实验室的Chris H. Hill，美国德克萨斯大学医学分部加尔维斯顿微生物学与免疫学系的Chris H. Hill合作鉴定了Balon，这是一种新的冷适应性细菌Psychrobacter urativorans中的冬眠因子。研究人员发现Balon是古细菌-真核翻译因子aeRF1的远缘同源物，存在于 20% 的代表性细菌中。在冷休克或静止期，Balon与EF-Tu形成复合物，同时在空置和活跃翻译的核糖体中占据A位点，突出了EF-Tu在细胞应激反应中的出乎意料的作用。与典型的A位点底物不同，Balon以一种不依赖mRN的方式与核糖体结合，启动了一种新的核糖体冬眠模式，这种冬眠模式可以在核糖体仍在参与蛋白质合成时开始。该研究表明，Balon-EF-Tu调节的核糖体冬眠是一种无处不在的细菌应激反应机制，并且研究人员证明了分枝杆菌中假定的Balon同系物以类似的方式与核糖体结合。这一发现要求对当前从常见模式生物推断的核糖体冬眠模型进行修订，并对我们如何理解和研究核糖体冬眠具有许多意义。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07041-8
02
Science
本周无
03
Cell
本周无
2024.2.12~2024.2.18
子刊刊登文章
01
Cell Research
本周无
02
Molecular Cell
本周无
03
Nature Structural & Molecular Biology
2.12
“Protein destabilization underlies pathogenic missense mutations in ARID1B”
04
Nature Communications
2.12
1. “Poly-γ-glutamylation of biomolecules”
2.12
2. "In situ structure of actin remodeling during glucose-stimulated insulin secretion using cryo-electron tomography”
2.12
3. “Liquid crystalline inverted lipid phases encapsulating siRNA enhance lipid nanoparticle mediated transfection”
2.13
4. “A distinctive family of L,D-transpeptidases catalyzing L-Ala-mDAP crosslinks in Alpha- and Betaproteobacteria”
2.13
5. “A general computational design strategy for stabilizing viral class I fusion proteins”
2.13
6. "Binding kinetics drive G protein subtype selectivity at the β1-adrenergic receptor”
2.13
7. “Structural and mechanistic characterization of bifunctional heparan sulfate N-deacetylase-N-sulfotransferase 1”
2.13
8. “Structural basis for regulated assembly of the mitochondrial fission GTPase Drp1”
2.13
9. "Cryo-EM structures of lipidic fibrils of amyloid-β (1-40)”
2.14
10. “Ultrastructure of macromolecular assemblies contributing to bacterial spore resistance revealed by in situ cryo-electron tomography”
2.16
11. “DNA binding redistributes activation domain ensemble and accessibility in pioneer factor Sox2”
2.17
12. “Cyclic peptides discriminate BCL-2 and its clinical mutants from BCL-XL by engaging a single-residue discrepancy”
2.17
13. “An alpha-helical lid guides the target DNA toward catalysis in CRISPR-Cas12a”
05
Science Advances
2.14
1. “Cryo-EM of soft-landed β-galactosidase: Gas-phase and native structures are remarkably similar”
2.14
2. “Skp1 proteins are structural components of the synaptonemal complex in C. elegans”
2.16
3. “Structural insights into the formation of repulsive netrin guidance complexes”
作者 | 谭佳鑫
审稿 | 肖媛
责编 | 囡囡
设计、排版 | 可洲 雨萱
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