Structural basis for membrane insertion by the human ER membrane protein complex.
Structural basis for membrane insertion by the human ER membrane protein complex.
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DOI：
10.1126/science.abb5008
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发表时间：
2020-07-24
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Voorhees RM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pleiner T;Tomaleri GP;Januszyk K;Inglis AJ;Hazu M;Voorhees RM
膜蛋白生物合成的一个决定性步骤是将其疏水性跨膜螺旋插入脂质双层。九亚基 ER 膜蛋白复合物 (EMC) 是内质网保守的共翻译和翻译后插入酶。我们通过冷冻电子显微镜确定了脂质纳米盘中人类 EMC 的结构，整体分辨率为 3.4 Å，从而可以构建几乎完整的原子模型。我们使用结构引导诱变来证明底物插入需要富含甲硫氨酸的胞质环，并通过膜内亚基 EMC3 和 EMC6 形成的封闭亲水前庭发生。我们建议 EMC 使用局部膜减薄和带正电的贴片来减少插入双层的能量势垒。人内质网膜蛋白复合物的结构提供了对内质网膜蛋白生物发生机制的深入了解。
A defining step in the biogenesis of a membrane protein is the insertion of its hydrophobic transmembrane helices into the lipid bilayer. The nine-subunit ER membrane protein complex (EMC) is a conserved co- and post-translational insertase at the endoplasmic reticulum. We determined the structure of the human EMC in a lipid nanodisc to an overall resolution of 3.4 Å by cryo-electron microscopy, permitting building of a nearly complete atomic model. We used structure-guided mutagenesis to demonstrate that substrate insertion requires a methionine-rich cytosolic loop and occurs via an enclosed hydrophilic vestibule formed by the subunits EMC3 and EMC6 within the membrane. We propose that the EMC uses local membrane thinning and a positively charged patch to decrease the energetic barrier for insertion into the bilayer. The structure of the human ER membrane protein complex provides insights into the mechanism of membrane protein biogenesis at the endoplasmic reticulum.
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通讯作者：
Hegde RS