Structural and mechanistic analysis of a tripartite ATP-independent periplasmic TRAP transporter.
Structural and mechanistic analysis of a tripartite ATP-independent periplasmic TRAP transporter.
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三部atp非依赖性质周TRAP转运体的结构和机理分析。
DOI：
10.1038/s41467-022-31907-y
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发表时间：
2022-08-04
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
三重ATP非依赖性周质转运蛋白（TRAP）广泛存在于细菌和古细菌中，由三个结构域组成，一个可溶性底物结合蛋白（P-结构域）和两个跨膜结构域（Q-和M-结构域）。HiSiaPQM及其同源物是唾液酸的TRAP转运蛋白，并且对于病原菌的宿主定殖是必需的。在这里，我们将HiSiaQM重组成脂质纳米盘，并使用冷冻电镜来揭示TRAP转运蛋白的结构。它由16个跨膜螺旋组成，这些跨膜螺旋在结构上与多聚体提升子型转运蛋白意外相关。TRAP转运蛋白的特异质Q结构域使得能够形成单体电梯结构。三方PQM复合物的模型进行了实验验证，并揭示了耦合的底物结合蛋白的转运域。我们使用单分子全内反射荧光（TIRF）显微镜在固体支持的脂质双层和表面等离子体共振研究三方复合物的形成，并调查界面突变体的影响。此外，我们表征了重链上的高亲和力单可变结构域（VHH）抗体，其结合到HiSiaQM的周质侧并抑制唾液酸摄取，从而提供了对TRAP转运蛋白功能如何在体内被抑制的见解。三重ATP非依赖性周质转运蛋白（TRAP）广泛存在于细菌和古细菌中。在这里，作者使用cryo-EM和一系列生物物理技术来研究唾液酸TRAP转运蛋白HiSiaQM的功能结构。
Tripartite ATP-independent periplasmic (TRAP) transporters are found widely in bacteria and archaea and consist of three structural domains, a soluble substrate-binding protein (P-domain), and two transmembrane domains (Q- and M-domains). HiSiaPQM and its homologs are TRAP transporters for sialic acid and are essential for host colonization by pathogenic bacteria. Here, we reconstitute HiSiaQM into lipid nanodiscs and use cryo-EM to reveal the structure of a TRAP transporter. It is composed of 16 transmembrane helices that are unexpectedly structurally related to multimeric elevator-type transporters. The idiosyncratic Q-domain of TRAP transporters enables the formation of a monomeric elevator architecture. A model of the tripartite PQM complex is experimentally validated and reveals the coupling of the substrate-binding protein to the transporter domains. We use single-molecule total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy in solid-supported lipid bilayers and surface plasmon resonance to study the formation of the tripartite complex and to investigate the impact of interface mutants. Furthermore, we characterize high-affinity single variable domains on heavy chain (VHH) antibodies that bind to the periplasmic side of HiSiaQM and inhibit sialic acid uptake, providing insight into how TRAP transporter function might be inhibited in vivo. Tripartite ATP-independent periplasmic (TRAP) transporters are widespread in bacteria and archaea. Here, the authors used cryo-EM and a range of biophysical techniques to study the structure of function of the sialic acid TRAP transporter HiSiaQM.
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影响因子：
4.2
作者：
Jenkins GA;Figueira M;Kumar GA;Sweetman WA;Makepeace K;Pelton SI;Moxon R;Hood DW
通讯作者：
Hood DW
影响因子：
64.8
作者：
Jumper J;Evans R;Pritzel A;Green T;Figurnov M;Ronneberger O;Tunyasuvunakool K;Bates R;Žídek A;Potapenko A;Bridgland A;Meyer C;Kohl SAA;Ballard AJ;Cowie A;Romera-Paredes B;Nikolov S;Jain R;Adler J;Back T;Petersen S;Reiman D;Clancy E;Zielinski M;Steinegger M;Pacholska M;Berghammer T;Bodenstein S;Silver D;Vinyals O;Senior AW;Kavukcuoglu K;Kohli P;Hassabis D
通讯作者：
Hassabis D
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
影响因子：
3.1
作者：
Allen, S;Zaleski, A;Apicella, MA
通讯作者：
Apicella, MA
影响因子：
3.2
作者：
Kalivoda, Kathryn A.;Steenbergen, Susan M.;Vimr, Eric R.
通讯作者：
Vimr, Eric R.