浙大,清華發表Nature Structural & Molecular Biology文章
生物通報道:來自浙江大學生命科學研究院,清華大學的研究人員報道了兩個前所未有的GspD通道冷凍電鏡結構,為理解胰泌素超家族,以及II類分泌系統底物運輸的機制提供了一個結構基礎。這一研究成果公布在1月9日的Nature Structural & Molecular Biology雜志上。
在革蘭氏陰性細菌中已發現四種蛋白質分泌途徑,稱為I、II、III、IV型分泌機制,其中II類分泌系統的胰泌素(Secretin)又稱促胰液素,是第一種被發現的激素,即由十二指腸粘膜S細胞和分散在空腸(主要是上端)的S細胞釋放的消化道激素,這種激素主要作用是刺激胰臟外分泌腺分泌水和碳酸氫鈉,刺激膽汁分泌,抑制胃泌素釋放和胃酸分泌,以及抑制胃腸蠕動,并延緩胃液和固體食物的排空。
胰泌素GspD能在革蘭氏陰性細菌中形成穿過外膜的通道,將底物從細胞周質運輸到細胞外環境去。然而目前這種GspD通道的原子分辨率結構尚不清楚,這阻礙了II類分泌系統的進一步研究。為此在這篇文章中,研究人員報道了兩個GspD通道(?1 MDa)的冷凍電鏡結構,分辨率約為3?,這兩個GspD通道分別來自大腸桿菌K12和霍亂弧菌。
通過分析這些結構,研究人員發現了一個十五聚體通道結構,構成了GspD N結構域的三個環狀結構,形成周質通道。胰泌素結構域組成了一種新的雙β-桶通道結構,每個“桶”中至少有60個β-鏈,并通過S結構域維持穩定。外膜通道則由富含β鏈的門控密封,由此研究人員在捕獲的開放結構基礎上提出了一個詳細的開門機制。
總體來說,這一結構為理解胰泌素超家族,以及II類分泌系統底物運輸的機制提供了一個結構基礎。