Structure of an Ancient Respiratory System.
Structure of an Ancient Respiratory System.
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DOI：
10.1016/j.cell.2018.03.071
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发表时间：
2018-06-14
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Li H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yu H;Wu CH;Schut GJ;Haja DK;Zhao G;Peters JW;Adams MWW;Li H
释放氢气的膜结合氢化酶（MBH）和醌还原复合物I是具有共同祖先的同源呼吸复合物，但缺乏它们进化关系的结构基础。在这里，我们报告的14亚基MBH的超嗜热Pyrococcusfuriosus的冷冻电镜结构。MBH包含一个膜锚定的氢化酶模块，其结构与复合物I的醌结合Q-模块高度相似，而其膜嵌入的离子易位模块可分为H+-和Na+-易位单元。H+转运单元相对于复合物I中的对应物在膜内旋转180°，导致两个呼吸系统的独特结构，尽管它们在很大程度上保守的质子泵送机制。复合物I中不存在的Na+转运单位类似于Mrp H+/Na+反向转运蛋白中发现的单位，并且能够通过MBH释放氢气以在100 °C附近建立用于ATP合成的Na+梯度。MBH还提供了对Mrp结构和基于MBH的呼吸酶的进化的见解。来自超嗜热古菌的呼吸复合体的结构为线粒体复合体I的进化提供了见解
Hydrogen gas-evolving membrane-bound hydrogenase (MBH) and quinone-reducing Complex I are homologous respiratory complexes with a common ancestor but a structural basis for their evolutionary relationship is lacking. Herein we report the cryo-EM structure of a 14-subunit MBH from the hyperthermophilie Pyrococcus furiosus. MBH contains a membrane-anchored hydrogenase module that is highly similar structurally to the quinone-binding Q-module of Complex I while its membrane-embedded ion-translocation module can be divided into a H+- and a Na+-translocating unit. The H+-translocating unit is rotated 180° in-membrane with respect to its counterpart in Complex I, leading to distinctive architectures for the two respiratory systems despite their largely conserved proton-pumping mechanisms. The Na+-translocating unit, absent in Complex I, resembles that found in the Mrp H+/Na+ antiporter and enables hydrogen gas evolution by MBH to establish a Na+ gradient for ATP synthesis near 100 °C. MBH also provides insights into Mrp structure and evolution of MBH-based respiratory enzymes. The structure of a respiratory complex from a hyperthermophilic archaeon offers insights into the evolution of mitochondrial Complex I
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影响因子：
48
作者：
Kucukelbir, Alp;Sigworth, Fred J.;Tagare, Hemant D.
通讯作者：
Tagare, Hemant D.
影响因子：
64.8
作者：
Fiedorczuk, Karol;Letts, James A.;Degliesposti, Gianluca;Kaszuba, Karol;Skehel, Mark;Sazanov, Leonid A.
通讯作者：
Sazanov, Leonid A.
影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
64.8
作者：
Efremov, Rouslan G.;Sazanov, Leonid A.
通讯作者：
Sazanov, Leonid A.
DOI：
10.1107/s0907444909052925
发表时间：
2010-02
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Adams PD;Afonine PV;Bunkóczi G;Chen VB;Davis IW;Echols N;Headd JJ;Hung LW;Kapral GJ;Grosse-Kunstleve RW;McCoy AJ;Moriarty NW;Oeffner R;Read RJ;Richardson DC;Richardson JS;Terwilliger TC;Zwart PH
通讯作者：
Zwart PH