Pore dynamics and asymmetric cargo loading in an encapsulin nanocompartment.
Pore dynamics and asymmetric cargo loading in an encapsulin nanocompartment.
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DOI：
10.1126/sciadv.abj4461
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发表时间：
2022-01-28
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Marles-Wright J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ross J;McIver Z;Lambert T;Piergentili C;Bird JE;Gallagher KJ;Cruickshank FL;James P;Zarazúa-Arvizu E;Horsfall LE;Waldron KJ;Wilson MD;Mackay CL;Baslé A;Clarke DJ;Marles-Wright J
封装蛋白（Encapsulins）是容纳各种货物酶（包括一个十聚体铁蛋白样蛋白家族）的蛋白质纳米隔室。在此，我们利用冷冻电镜和氢/氘交换质谱法研究一种重组的赭黄粘球菌（Haliangium ochraceum）封装蛋白：被封装的铁蛋白复合物，以深入了解封装蛋白外壳与其蛋白质货物之间的结构关系。一种不对称的单颗粒重构揭示了在封装蛋白纳米隔室中四个被封装的铁蛋白十聚体呈四面体排列。这导致蛋白质货物与二十面体封装蛋白外壳之间的对称性不匹配。被封装的铁蛋白十聚体偏离封装蛋白外壳的内表面。利用氢/氘交换质谱法，我们观察到封装蛋白外壳中主要的五重孔的动态行为，并表明通过封装蛋白A结构域的移动实现孔的开放。这些数据将加速对异源货物蛋白封装的工程改造以及通过孔修饰改变封装蛋白外壳通透性的研究工作。
对一种封装蛋白纳米隔室的冷冻电镜和氢/氘交换质谱分析表明，封装蛋白外壳的五重孔是灵活的。
Encapsulins are protein nanocompartments that house various cargo enzymes, including a family of decameric ferritin-like proteins. Here, we study a recombinant Haliangium ochraceum encapsulin:encapsulated ferritin complex using cryo–electron microscopy and hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry to gain insight into the structural relationship between the encapsulin shell and its protein cargo. An asymmetric single-particle reconstruction reveals four encapsulated ferritin decamers in a tetrahedral arrangement within the encapsulin nanocompartment. This leads to a symmetry mismatch between the protein cargo and the icosahedral encapsulin shell. The encapsulated ferritin decamers are offset from the interior face of the encapsulin shell. Using hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry, we observed the dynamic behavior of the major fivefold pore in the encapsulin shell and show the pore opening via the movement of the encapsulin A-domain. These data will accelerate efforts to engineer the encapsulation of heterologous cargo proteins and to alter the permeability of the encapsulin shell via pore modifications. Cryo-EM and HDX-MS analysis of an encapsulin nanocompartment shows that the fivefold pores of the encapusulin shell are flexible.
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影响因子：
48
作者：
Barad BA;Echols N;Wang RY;Cheng Y;DiMaio F;Adams PD;Fraser JS
通讯作者：
Fraser JS
DOI：
10.1107/s2059798318009324
发表时间：
2018-09-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子：
--
作者：
Afonine PV;Klaholz BP;Moriarty NW;Poon BK;Sobolev OV;Terwilliger TC;Adams PD;Urzhumtsev A
通讯作者：
Urzhumtsev A
影响因子：
14.8
作者：
Kelley LA;Mezulis S;Yates CM;Wass MN;Sternberg MJ
通讯作者：
Sternberg MJ
影响因子：
4.6
作者：
LaFrance BJ;Cassidy-Amstutz C;Nichols RJ;Oltrogge LM;Nogales E;Savage DF
通讯作者：
Savage DF
影响因子：
28.3
作者：
Giessen, Tobias W.;Silver, Pamela A.
通讯作者：
Silver, Pamela A.