Plasticity within the barrel domain of BamA mediates a hybrid-barrel mechanism by BAM.
Plasticity within the barrel domain of BamA mediates a hybrid-barrel mechanism by BAM.
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DOI：
10.1038/s41467-021-27449-4
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发表时间：
2021-12-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
Noinaj N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu R;Bakelar JW;Lundquist K;Zhang Z;Kuo KM;Ryoo D;Pang YT;Sun C;White T;Klose T;Jiang W;Gumbart JC;Noinaj N
在革兰氏阴性细菌中，β-桶外膜蛋白的生物发生是由 β-桶组装机制 (BAM) 介导的。 BAM 采用的机制很复杂，迄今为止尚未完全了解。在这里，我们报告了使用极性脂质和天然膜制备的纳米盘中 BAM 的结构，我们观察到了向外开放的状态。 BamA 桶状结构域的突变揭示了 BAM 中的可塑性至关重要，特别是沿着桶状结构域的侧缝，分子动力学模拟进一步支持了这一点，分子动力学模拟表明 BAM 中的构象动力学受到辅助蛋白的调节。我们还报道了 BAM 与 EspP 复合物的结构，揭示了一种早期折叠中间体，其中 EspP 从 BAM 的下侧穿出，并融入 BamA 的桶结构域中，支持混合桶出芽机制，其中底物顺序折叠到膜中，而不是作为单个单元。 β-桶组装机器（BAM）协助细菌外膜蛋白的折叠和膜插入。在这里，作者报告了 BAM 在脂质环境中以及与整合到 BamA 桶中的客户蛋白 EspP 形成的复合物的结构特征，从而深入了解 BAM 的功能机制。
In Gram-negative bacteria, the biogenesis of β-barrel outer membrane proteins is mediated by the β-barrel assembly machinery (BAM). The mechanism employed by BAM is complex and so far- incompletely understood. Here, we report the structures of BAM in nanodiscs, prepared using polar lipids and native membranes, where we observe an outward-open state. Mutations in the barrel domain of BamA reveal that plasticity in BAM is essential, particularly along the lateral seam of the barrel domain, which is further supported by molecular dynamics simulations that show conformational dynamics in BAM are modulated by the accessory proteins. We also report the structure of BAM in complex with EspP, which reveals an early folding intermediate where EspP threads from the underside of BAM and incorporates into the barrel domain of BamA, supporting a hybrid-barrel budding mechanism in which the substrate is folded into the membrane sequentially rather than as a single unit. The β-barrel assembly machinery (BAM) assists the folding and membrane insertion of bacterial outer membrane proteins. Here, the authors report structural characterization of BAM in lipid environment and in complex with the client protein EspP integrated into the barrel of BamA, providing insight into BAM mechanism of function.
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DOI：
10.1126/science.aad3460
发表时间：
2016-01-08
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Bakelar J;Buchanan SK;Noinaj N
通讯作者：
Noinaj N
影响因子：
3.4
作者：
Fleming, Patrick J.;Patel, Dhilon S.;Im, Wonpil
通讯作者：
Im, Wonpil
影响因子：
16.6
作者：
Diederichs, Kathryn A.;Ni, Xiaodan;Buchanan, Susan K.
通讯作者：
Buchanan, Susan K.
影响因子：
3.4
作者：
Balusek, Curtis;Gumbart, James C.
通讯作者：
Gumbart, James C.
影响因子：
5.5
作者：
Best, Robert B.;Zhu, Xiao;Shim, Jihyun;Lopes, Pedro E. M.;Mittal, Jeetain;Feig, Michael;MacKerell, Alexander D., Jr.
通讯作者：
MacKerell, Alexander D., Jr.