结构速递 | 一周“结构”要览 VOL.105(3.04~3.10)
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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。
2024.3.04~2024.3.10
CNS刊登文章
01
Nature
2024/3/06
“Parental histone transfer caught at the replication fork”
在真核生物中，DNA通过核小体压缩成染色质。真核生物基因组的复制必须与染色质中编码的表观基因组的传输相结合。
来自北京大学生命科学学院高宁、李晴及合作者香港大学翟元梁、美国康奈尔大学戴碧瓘合作报道了与FACT（促进染色质交易）复合物（包括Spt16和Pob3）和一个被驱逐的组蛋白六聚体相关的酵母（酿酒酵母）复制子异构体的冷冻电镜结构。在这些结构中，FACT通过与亲本DNA双链体结合，通过Spt16的中间结构域和酸性羧基末端结构域捕获组蛋白，定位在复制子异构体的前端。由Spt16的羧基末端结构域伴侣的H2A–H2B二聚体稳定地连接到H3–H4四聚体，而空缺的H2A-H2B位点被Mcm2的组蛋白结合结构域占据。Mcm2组蛋白结合结构域包裹在一个H3–H4二聚体的DNA结合表面，并穿过H3–H4四聚体的四聚化界面延伸到Spt16中间结构域的结合位点，然后变的无序。这种排列使另一个H3–H4二聚体的剩余DNA结合表面暴露于额外的相互作用中，以供进一步处理。Mcm2组蛋白结合结构域及其下游连接区域嵌套在Tof1的顶部，将亲代组蛋白重新定位到复制体前部，以转移到新合成的滞后链DNA。总之，这一发现为维持表观遗传的复制偶联组蛋白循环机制，提供了至关重要的结构见解。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07152-2
2024/3/06
“The structure and physical properties of a packaged bacteriophage particle”
一串核苷酸被封闭在蛋白质衣壳中，其中包含了制造功能性病毒粒子（病毒体）的所有必要指令。尽管许多病毒物种的蛋白衣壳结构已经为人所知，但病毒基因组的三维组织结构却大多无法通过实验探究。
来自美国伊利诺伊大学香槟分校Aleksei Aksimentiev研究组报告了通过多分辨率模拟获得的HK97病毒的全原子结构模型，包括其整个39732碱基对的基因组。通过模拟包装马达的作用，基因组被逐渐装入衣壳。然后，通过分辨率不断提高的模拟来完善包装后的噬菌体结构，最终生成了一个包含噬菌体内的水和离子在内的2600万个原子的完整病毒体模型。DNA包装是通过环状挤压机制进行的，这种机制可产生全局不同的包装基因组构型，并赋予每个病毒粒子以各自的特征。多微秒长的全原子模拟描述了包装基因组对衣壳结构、内部压力、静电以及水、离子和DNA扩散的影响，并揭示了衣壳对基因组的结构印记。这个方法可以推广到其他病毒种类，以获得完整的全原子结构模型，从而有可能在基因组-噬菌体界面发现新的药物靶点。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07150-4
2024/3/06
“The molecular basis of sugar detection by an insect taste receptor”
动物之所以渴求糖类，是因为它们具有潜在的能量和品尝甜味的愉悦感。然而，并非所有的糖在代谢上都是等同的，这就需要有机制来检测和区分化学性质相似的甜味物质。昆虫利用一系列离子味觉受体来区分糖类，每种受体都会被特定的甜味分子选择性地激活。
来自美国耶鲁大学Joel A. Butterwick课题组揭示了昆虫味觉受体检测糖分的分子基础。为了深入了解糖选择性的分子基础，研究人员测定了家蚕的味觉受体Gr9（BmGr9）在没有和有其唯一激活配体D-果糖的情况下的结构。这些结构以及结构诱导突变和功能测试说明了D-果糖是如何被一个配体结合口袋所包围的，该口袋与D-果糖中化学基团的整体形状和模式精确匹配。然而，计算对接和实验结合分析表明，其他糖类也能与BmGr9结合，但却无法激活受体。研究人员确定了BmGr9与其中一种非激活糖（L-山梨糖）的复合结构。虽然这两种糖的结合位置相似，但只有D-果糖能够与连接口袋和孔螺旋的两个保守芳香残基桥接，从而引起构象变化，使离子传导孔打开。因此，化学特异性并不完全取决于配体结合口袋的选择性，而是受体-配体相互作用和异构耦合共同作用的结果。这些研究结果支持这样一个模型，即受体的粗调来自于口袋的大小和化学特性，而受体激活的微调则通过调节离子传导的异构途径的选择性参与来实现。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07255-w
02
Science
2024/3/07
“Generalized biomolecular modeling and design with RoseTTAFold All-Atom”
深度学习方法已经彻底改变了蛋白质结构预测和设计的方式，但目前仅限于蛋白质系统。目前，模拟一般的生物分子组件所组成的多肽链，共价修饰的氨基酸、核酸链，以及任意的小分子，仍然是一个突出的挑战。
来自华盛顿大学 David Baker课题组描述了RoseTTAFold All-Atom（RFAA），它将氨基酸和DNA碱基的基于残基的表示与所有其他基团的原子表示相结合，以对包含蛋白质、核酸、小分子、金属和共价修饰的组装进行建模，给定它们的序列和化学结构。通过对去噪任务进行微调，获得了RFdiffusionAA，它可以围绕小分子构建蛋白质结构。从氨基酸残基的随机分布开始，围绕目标小分子设计并通过晶体学和结合测量实验证明，蛋白质可以结合心脏疾病治疗用药地高辛、酶辅因子血红素和光合作用分子叶绿素。本研究大大拓展了深度学习在蛋白质结构领域的应用范围，使得预测蛋白质与小分子结合复合物变成现实。
原文链接
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl2528
03
Cell
本周无
2024.3.04~2024.3.10
子刊刊登文章
01
Cell Research
3.05
“Structural basis for different ω-agatoxin IVA sensitivities of the P-type and Q-type Cav2.1 channels”
02
Molecular Cell
3.06
“Sister chromatid cohesion halts DNA loop expansion”
03
Nature Structural & Molecular Biology
3.06
1. “Guiding the HBO1 complex function through the JADE subunit”
3.08
2. “Structure and interactions of the endogenous human Commander complex”
3.08
3. “Structure of the human KMN complex and implications for regulation of its assembly”
3.08
4. “Structure of the human outer kinetochore KMN network complex”
04
Nature Communications
3.04
1. “Filament formation drives catalysis by glutaminase enzymes important in cancer progression”
3.04
2. "Structural basis for the modulation of MRP2 activity by phosphorylation and drugs”
3.04
3. “Molecular basis of TMPRSS2 recognition by Paeniclostridium sordellii hemorrhagic toxin”
3.05
4. “In-cell NMR suggests that DNA i-motif levels are strongly depleted in living human cells”
3.06
5. “Cryo-EM structures reveal how phosphate release from Arp3 weakens actin filament branches formed by Arp2/3 complex”
3.07
6. "Chloride intracellular channel (CLIC) proteins function as fusogens”
3.07
7. “Dimerization-dependent serine protease activity of FAM111A prevents replication fork stalling at topoisomerase 1 cleavage complexes”
3.07
8. “Structural insights into IL-11-mediated signalling and human IL6ST variant-associated immunodeficiency”
3.07
9. “DeepETPicker: Fast and accurate 3D particle picking for cryo-electron tomography using weakly supervised deep learning”
3.08
10. “A three-level regulatory mechanism of the aldo-keto reductase subfamily AKR12D”
3.08
11. “Structural basis for self-discrimination by neoantigen-specific TCRs”
05
Science Advances
3.08
“Molecular basis of JAK2 activation in erythropoietin receptor and pathogenic JAK2 signaling”
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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