The role of membrane destabilisation and protein dynamics in BAM catalysed OMP folding.
The role of membrane destabilisation and protein dynamics in BAM catalysed OMP folding.
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膜不稳定和蛋白质动力学在BAM催化的OMP折叠中的作用。
DOI：
10.1038/s41467-021-24432-x
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发表时间：
2021-07-07
影响因子：
16.6
通讯作者：
Radford SE
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
White P;Haysom SF;Iadanza MG;Higgins AJ;Machin JM;Whitehouse JM;Horne JE;Schiffrin B;Carpenter-Platt C;Calabrese AN;Storek KM;Rutherford ST;Brockwell DJ;Ranson NA;Radford SE
革兰氏阴性菌β-桶外膜蛋白（β-barrel outer membrane proteins，OMPs）的折叠是由β-桶组装机制（β-barrel assembly machinery，BAM）催化的。主要亚基BamA的β-桶中的侧向开口如何协助OMP折叠，以及膜破坏对BAM催化的贡献仍然没有得到解决。在这里，我们使用抗BamA单克隆抗体片段（Fab 1）和两个二硫键交联BAM变体（Lid-locked（LL）和POTRA-5-locked（P5 L））来剖析这些作用。尽管在体内是致命的，我们表明，所有的复合物在体外催化折叠，虽然效率低于野生型BAM。CryoEM显示，虽然Fab 1和BAM-P5 L捕获开放桶状态，但BAM-LL包含封闭和扭曲的部分开放结构的混合物。最后，所有三种复合物都使脂质双层不稳定，而BamA没有，这表明BAM脂蛋白是该功能所必需的。这些结果共同提供了对BAM结构和脂质动力学在OMP折叠中的作用的见解。外膜蛋白（OMPs）的折叠是由β桶组装机（BAM）催化的。在这里，BAM稳定在不同的构象的结构和功能分析阐明的作用，横向门开放和相互作用的BAM与脂质双层在OMP组装。
The folding of β-barrel outer membrane proteins (OMPs) in Gram-negative bacteria is catalysed by the β-barrel assembly machinery (BAM). How lateral opening in the β-barrel of the major subunit BamA assists in OMP folding, and the contribution of membrane disruption to BAM catalysis remain unresolved. Here, we use an anti-BamA monoclonal antibody fragment (Fab1) and two disulphide-crosslinked BAM variants (lid-locked (LL), and POTRA-5-locked (P5L)) to dissect these roles. Despite being lethal in vivo, we show that all complexes catalyse folding in vitro, albeit less efficiently than wild-type BAM. CryoEM reveals that while Fab1 and BAM-P5L trap an open-barrel state, BAM-LL contains a mixture of closed and contorted, partially-open structures. Finally, all three complexes globally destabilise the lipid bilayer, while BamA does not, revealing that the BAM lipoproteins are required for this function. Together the results provide insights into the role of BAM structure and lipid dynamics in OMP folding. The folding of outer membrane proteins (OMPs) is catalyzed by the βbarrel assembly machinery (BAM). Here, structural and functional analyses of BAM stabilized in distinct conformations elucidate the roles of lateral gate opening and interactions of BAM with the lipid bilayer in OMP assembly.
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DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
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：
2.9
作者：
Andersen, Kell K.;Wang, Huabing;Otzen, Daniel E.
通讯作者：
Otzen, Daniel E.
影响因子：
3.4
作者：
Fleming, Patrick J.;Patel, Dhilon S.;Im, Wonpil
通讯作者：
Im, Wonpil
DOI：
10.1073/pnas.1415955112
发表时间：
2015-02-17
影响因子：
11.1
作者：
Hagan, Christine L.;Wzorek, Joseph S.;Kahne, Daniel
通讯作者：
Kahne, Daniel