Distortion of the bilayer and dynamics of the BAM complex in lipid nanodiscs.
Distortion of the bilayer and dynamics of the BAM complex in lipid nanodiscs.
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DOI：
10.1038/s42003-020-01419-w
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发表时间：
2020-12-14
影响因子：
5.9
通讯作者：
Ranson NA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Iadanza MG;Schiffrin B;White P;Watson MA;Horne JE;Higgins AJ;Calabrese AN;Brockwell DJ;Tuma R;Kalli AC;Radford SE;Ranson NA
β-桶组装机制（BAM）催化β-桶外膜蛋白（OMPs）折叠并插入革兰氏阴性菌外膜，其机制尚不清楚。在这里，我们展示了大肠杆菌BamABCDE （BAM）复合物在脂质纳米圆盘中的低温电镜结构，使用多体精炼技术确定。这些结构在单分子FRET测量的支持下，描述了BAM复合体的一系列运动，主要定位于主要亚基BamA的质周区域。在所有确定的结构中，BamA的β-桶结构域呈“横向开放”构象，这表明它是该双层中能量最有利的物种。引人注目的是，含有BAM的脂质纳米盘是变形的，特别是在BAM的侧门附近。这种扭曲在分子动力学模拟中也被捕获，并为BAM的脂质“破坏酶”活性提供了直接的结构证据，被认为是其功能机制的重要组成部分。通过低温电镜、单分子FRET和MD模拟，Iadanza等人表征了脂质双层纳米圆盘中的膜蛋白插入酶复合物BAM。他们发现，BAM的β-桶结构域呈“侧向开放”构象，并且含有BAM的脂质纳米盘在BAM的侧向门周围变形，这为BAM的脂质“破坏酶”活性提供了结构证据。
The β-barrel assembly machinery (BAM) catalyses the folding and insertion of β-barrel outer membrane proteins (OMPs) into the outer membranes of Gram-negative bacteria by mechanisms that remain unclear. Here, we present an ensemble of cryoEM structures of the E. coli BamABCDE (BAM) complex in lipid nanodiscs, determined using multi-body refinement techniques. These structures, supported by single-molecule FRET measurements, describe a range of motions in the BAM complex, mostly localised within the periplasmic region of the major subunit BamA. The β-barrel domain of BamA is in a ‘lateral open’ conformation in all of the determined structures, suggesting that this is the most energetically favourable species in this bilayer. Strikingly, the BAM-containing lipid nanodisc is deformed, especially around BAM’s lateral gate. This distortion is also captured in molecular dynamics simulations, and provides direct structural evidence for the lipid ‘disruptase’ activity of BAM, suggested to be an important part of its functional mechanism. With cryo-EM, single-molecule FRET and MD simulations, Iadanza et al. characterise the membrane protein insertase complex BAM in lipid bilayer nanodiscs. They show that the β-barrel domain of BamA is in a ‘lateral open’ conformation, and that BAM-containing lipid nanodisc deform around BAM’s lateral gate, giving structural evidence for lipid ‘disruptase’ activity of BAM.
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影响因子：
7.7
作者：
Fessl T;Watkins D;Oatley P;Allen WJ;Corey RA;Horne J;Baldwin SA;Radford SE;Collinson I;Tuma R
通讯作者：
Tuma R
影响因子：
1
作者：
Hagelueken, Gregor;Ward, Richard;Naismith, James H.;Schiemann, Olav
通讯作者：
Schiemann, Olav
DOI：
10.1016/j.str.2010.08.012
发表时间：
2010-11-10
期刊：
Structure (London, England : 1993)
影响因子：
--
作者：
Gatzeva-Topalova PZ;Warner LR;Pardi A;Sousa MC
通讯作者：
Sousa MC
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