Structure and functional dynamics of the mitochondrial Fe/S cluster synthesis complex.
Structure and functional dynamics of the mitochondrial Fe/S cluster synthesis complex.
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DOI：
10.1038/s41467-017-01497-1
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发表时间：
2017-11-03
影响因子：
16.6
通讯作者：
Cygler M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Boniecki MT;Freibert SA;Mühlenhoff U;Lill R;Cygler M
铁-硫（Fe/S）簇是对许多细胞功能至关重要的蛋白质辅因子，包括DNA维持、蛋白质翻译和能量转换。从头Fe/S簇合成发生在线粒体支架蛋白ISCU上，并且需要半胱氨酸脱硫酶NFS 1、铁氧还蛋白、共济失调蛋白以及小因子ISD 11和ACP（酰基载体蛋白）。铁硫簇合物的合成机制和ISD 11-ACP的功能都知之甚少。在这里，我们提出了三种不同的NFS 1-ISD 11-ACP复合物的晶体结构，有和没有ISCU，我们使用SAXS分析来定义完整的线粒体Fe/S簇生物合成复合物的3D架构。我们的结构和生化研究提供了机制的见解Fe/S簇合成的催化中心定义的活性位点Cys的NFS 1和保守的Cys，Asp，和His残基的ISCU。我们分配特定的监管，而不是催化作用，ISD 11-ACP连接铁/硫簇合成与线粒体脂质合成和细胞能量状态。Fe/S簇是通过线粒体铁硫簇组装（ISC）机制合成的。在这里，作者结合联合收割机晶体学和小角X射线散射测量的核心ISC复杂的结构特征，并提供功能的见解真核Fe/S簇合成。
Iron–sulfur (Fe/S) clusters are essential protein cofactors crucial for many cellular functions including DNA maintenance, protein translation, and energy conversion. De novo Fe/S cluster synthesis occurs on the mitochondrial scaffold protein ISCU and requires cysteine desulfurase NFS1, ferredoxin, frataxin, and the small factors ISD11 and ACP (acyl carrier protein). Both the mechanism of Fe/S cluster synthesis and function of ISD11-ACP are poorly understood. Here, we present crystal structures of three different NFS1-ISD11-ACP complexes with and without ISCU, and we use SAXS analyses to define the 3D architecture of the complete mitochondrial Fe/S cluster biosynthetic complex. Our structural and biochemical studies provide mechanistic insights into Fe/S cluster synthesis at the catalytic center defined by the active-site Cys of NFS1 and conserved Cys, Asp, and His residues of ISCU. We assign specific regulatory rather than catalytic roles to ISD11-ACP that link Fe/S cluster synthesis with mitochondrial lipid synthesis and cellular energy status. Fe/S clusters are synthesized by the mitochondrial iron-sulfur cluster assembly (ISC) machinery. Here the authors combine crystallography and small angle X-ray scattering measurements to structurally characterize the core ISC complex and give functional insights into eukaryotic Fe/S cluster synthesis.
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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.
DOI：
10.1073/pnas.1702849114
发表时间：
2017-07-03
影响因子：
11.1
作者：
Cory, Seth A.;Van Vranken, Jonathan G.;Barondeau, David P.
通讯作者：
Barondeau, David P.
影响因子：
16.6
作者：
Freibert, Sven-A.;Goldberg, Alina V.;Lill, Roland
通讯作者：
Lill, Roland
DOI：
10.1107/s0907444909042073
发表时间：
2010-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Chen VB;Arendall WB 3rd;Headd JJ;Keedy DA;Immormino RM;Kapral GJ;Murray LW;Richardson JS;Richardson DC
通讯作者：
Richardson DC
DOI：
10.1073/pnas.1322438111
发表时间：
2014-04-08
影响因子：
11.1
作者：
Angerer, Heike;Radermacher, Michael;Zickermann, Volker
通讯作者：
Zickermann, Volker