Structure of the hexagonal surface layer on Caulobacter crescentus cells.
Structure of the hexagonal surface layer on Caulobacter crescentus cells.
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DOI：
10.1038/nmicrobiol.2017.59
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发表时间：
2017-04-18
影响因子：
28.3
通讯作者：
Löwe J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bharat TAM;Kureisaite-Ciziene D;Hardy GG;Yu EW;Devant JM;Hagen WJH;Brun YV;Briggs JAG;Löwe J
许多原核细胞被表面层（S层）包裹，该表面层由S层蛋白（SLP）的重复单元组成。S-层保护细胞免受外界影响，提供机械稳定性，并在致病性中发挥作用。关于这类高度丰富的蛋白质的原位结构信息很少，因此S层如何在细胞表面排列的原子细节仍然难以捉摸。在此，使用纯化的C. Crescentus的唯一SLP RsaA，我们获得了2.7 μ m的X射线结构，显示了六聚体S层晶格。接下来，我们通过电子冷冻断层扫描（cryo-ET）和细胞柄的子断层图像平均化解决了S层的7.4 μ m结构。X射线结构被明确地对接到冷冻ET图中，导致体内S层的伪原子水平描述，其与原子X射线晶格模型完全一致。这项研究跨越了从原子到细胞的不同空间尺度，结合X射线晶体学与冷冻ET和亚纳米分辨率亚断层图像平均。细胞S-层的原子结构表明，S-层是多孔的，最大的间隙尺寸为27微米，并通过界面附近结合的多个Ca 2+离子来稳定。
Many prokaryotic cells are encapsulated by a surface layer (S-layer) that consists of repeating units of S-layer proteins (SLPs). S-layers protect cells from the outside, provide mechanical stability, and also play roles in pathogenicity. In situ structural information on this highly abundant class of proteins is scarce, therefore atomic details of how S-layers are arranged on the surface of cells have remained elusive. Here, using purified C. crescentus’ sole SLP RsaA we obtained a 2.7 Å X-ray structure that shows the hexameric S-layer lattice. Next, we solved a 7.4 Å structure of the S-layer through electron cryotomography (cryo-ET) and sub-tomogram averaging of cell stalks. The X-ray structure was docked unambiguously into the cryo-ET map, resulting in a pseudo-atomic level description of the in vivo S-layer, which agrees completely with the atomic X-ray lattice model. This study spans different spatial scales from atoms to cells by combining X-ray crystallography with cryo-ET and sub-nanometre resolution sub-tomogram averaging. The cellular S-layer atomic structure shows that the S-layer is porous, with the largest gap dimension being 27 Å, and is stabilised by multiple Ca2+ ions bound near interfaces.
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DOI：
10.1107/s090744491003982x
发表时间：
2011-04
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Evans PR
通讯作者：
Evans PR
DOI：
10.1126/science.aad2001
发表时间：
2016-03-11
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Chang YW;Rettberg LA;Treuner-Lange A;Iwasa J;Søgaard-Andersen L;Jensen GJ
通讯作者：
Jensen GJ
DOI：
10.1016/0006-3002(53)90266-2
发表时间：
1953-01-01
期刊：
BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA
影响因子：
--
作者：
HOUWINK, AL
通讯作者：
HOUWINK, AL
DOI：
10.1073/pnas.1100429108
发表时间：
2011-05-03
影响因子：
11.1
作者：
Garnham, Christopher P.;Campbell, Robert L.;Davies, Peter L.
通讯作者：
Davies, Peter L.
影响因子：
3.2
作者：
Amat, Fernando;Comolli, Luis R.;Horowitz, Mark
通讯作者：
Horowitz, Mark