西湖大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)《Science》發(fā)文 揭示核孔復(fù)合物胞質(zhì)環(huán)的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】一個(gè)典型的哺乳動(dòng)物的核膜上有3000～4000個(gè)核孔，合成功能旺盛的細(xì)胞，核孔的數(shù)量就多。核孔是以一組蛋白質(zhì)顆粒以特定的方式排布形成的結(jié)構(gòu)，它可以從核膜上分離出來(lái)，被稱為核孔復(fù)合物(nuclear pore complex, NPC)。核孔復(fù)合物(nuclear pore complex, NPC)是真核細(xì)胞的核膜上負(fù)責(zé)物質(zhì)雙向運(yùn)輸?shù)奈ㄒ煌ǖ溃瑫r(shí)也是真核細(xì)胞中最龐大、最復(fù)雜的分子機(jī)器之一。
核孔復(fù)合物是一種大型超級(jí)分子復(fù)合物，由多個(gè)版本的大約30種不同蛋白組成——總共至少有450個(gè)蛋白分子。細(xì)胞生物學(xué)家非常想知道這些分子中的每一個(gè)是怎樣放置到各自的位置而構(gòu)成核孔的。如果能夠研究清楚核孔復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，也許會(huì)對(duì)包括癌癥在內(nèi)的多種疾病有更深入的了解，進(jìn)而攻克。
近期，西湖大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在《Science》期刊上發(fā)表了題為“Structure of the cytoplasmic ring of the Xenopus laevis nuclear pore complex”的最新研究成果，報(bào)道了目前分辨率最高的NPC中胞質(zhì)環(huán)(CR)亞基的結(jié)構(gòu)。
該研究以非洲爪蟾(Xenopus laevis)NPC為研究對(duì)象，單顆粒冷凍電鏡分析為主要研究手段。經(jīng)多輪迭代計(jì)算，最終將NPC中CR亞基重構(gòu)至3.7-4.7 Å分辨率。該研究還利用重組表達(dá)技術(shù)和單顆粒冷凍電鏡分析手段，將脊椎動(dòng)物中特有的核孔蛋白Nup358的N端結(jié)構(gòu)域解析至3.0 Å分辨率。以這些重構(gòu)結(jié)果為基礎(chǔ)，最終搭建了迄今為止最完整的CR結(jié)構(gòu)模型。
此前，該團(tuán)隊(duì)已成功解析了NPC中核質(zhì)環(huán)(NR)和內(nèi)環(huán)(IR)的高分辨結(jié)構(gòu)，加上此次解析的CR亞基結(jié)構(gòu)，三者共同構(gòu)成了目前為止最詳細(xì)且最精確的NPC支架結(jié)構(gòu)模型，為理解脊椎動(dòng)物NPC的組成、結(jié)構(gòu)、組裝以及功能提供了基礎(chǔ)。
同時(shí)，該模型還提供了多個(gè)疾病相關(guān)的基因突變?cè)贜PC中的位置信息，為疾病診斷以及后續(xù)藥物開發(fā)提供了寶貴的依據(jù)。
參考來(lái)源：科技部生物中心
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