生物通报道：来自山东大学微生物技术国家重点实验室，山东大学海洋生物技术研究中心，清华大学的研究人员通过晶体-X射线衍射技术，第一次解析了Pfam00427结构域的三维结构，在蓝藻光合作用研究方面取得了重要进展。这一研究成果公布在微生物学领域的知名杂志《Molecular Microbiology》封面上。

这项研究由山东大学张玉忠教授课题组与清华大学吴嘉炜教授课题组合作完成，之前这两大研究组还曾在PNAS杂志上发文，获得了深海细菌所产嗜热菌素家族金属蛋白酶的自成熟机制研究方面的重要进展。

藻胆体是蓝藻和红藻光合作用的主要捕光色素蛋白复合物，分布于类囊体膜的表面，负责光能的吸收，并主要传递给光系统II，实现光能向化学能的转变。藻胆体组装的分子机制研究，对于阐明光合作用的机制、进化具有重要的意义。藻胆体是由多种藻胆蛋白和连接蛋白组成的超分子复合物，由杆和核两部分组成。藻胆蛋白的功能是吸收和传递光能，连接蛋白负责藻胆体的组装、稳定和能量传递调节。到目前为止，各种藻胆蛋白的晶体结构都已经被解析，但由于连接蛋白含量较少、纯化困难，并且深埋于藻胆体的内部，因此有关连接蛋白的结构及其介导的藻胆体组装机制一直不清楚。

根据在藻胆体中位置的不同，连接蛋白分为7种不同的类型。但根据序列比对分析，这7种连接蛋白主要由两种结构域组合而成，一种为Pfam01383结构域（~ 60个氨基酸），另外一种为更保守的Pfam00427结构域（~150个氨基酸）。

在这篇文章中，研究人员通过晶体-X射线衍射技术，第一次解析了Pfam00427结构域的三维结构，进而通过一种改进的GST pull-down方法，研究了Pfam00427结构域同“杆”中C-藻蓝蛋白（C-PC）的相互作用，然后通过定点突变，鉴定了Pfam00427结构域与C-PC之间的相互作用位点，进一步运用Auto-Dock等软件，结合生化证据，构建了整个藻胆体杆的精细分子结构模型。该模型的提出，对于阐明蓝藻光合作用捕光复合物——藻胆体的组装机制具有重要的意义。

原文摘要：

Crystal structure of the N-terminal domain of linker LR and the assembly of cyanobacterial phycobilisome rods

Phycobilisomes are light-harvesting supramolecular complexes in cyanobacteria and red algae. Linkers play a pivotal role in the assembly and energy transfer modulation of phycobilisomes. However, how linkers function remains unclear due to the lack of structural and biochemical studies of linkers, especially the N-terminal domain of LR (pfam00427). Here, we report the crystal structure of the pfam00427 domain of the linker LR30 from Synechocystis sp. PCC 6803 at 1.9 Å. The pfam00427 presents as a previously uncharacterized point symmetric six -helix bundle. To elucidate the binding style of pfam00427 in the C-phycocyanin (C-PC) (β)6 hexamer, we fixed pfam00427 computationally into the C-PC (β)6 inner cavity using the program AutoDock. Combined with a conserved ‘C-PC binding patch’ on pfam00427 identified, we arrived at a model for the pfam00427–C-PC (β)6 complex. This model was further optimized and evaluated as a reasonable result by a molecular dynamics simulation. In the resulting model, the pfam00427 domain is stably positioned in the central hole of the C-PC trimer. Moreover, the LRT (pfam01383) was docked into our pfam00427–C-PC model to generate a complete phycobilisome rod in which the linkers join individual biliprotein hexamers.

 

打赏

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析！

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》