浙江大学登上Cell正刊:发现细菌得以四处游动的鞭毛马达高分辨率结构

Emma Chou

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4月20日,浙江大学朱永群及张兴共同通讯在Cell 在线发表题为“Structural basis of assembly and torque transmission of the bacterial flagellar motor”的研究论文,该研究介绍了与钩复合的细菌鞭毛马达的原子分辨率冷冻电子显微镜(cryo-EM)结构,该分子由175个亚基组成,分子量约为6.3 MDa。

细菌鞭毛马达是一种超分子蛋白机器,可驱动鞭毛旋转以促进运动,这对于细菌在不同环境中的生存至关重要,也是致病性的关键因素,但对鞭毛马达的详细结构仍然未知。

该研究发现,双向鞭毛马达由一个多个定子单元包围的转子环组成,并由趋化系统控制,使细菌能够移动到有利的环境中。C环,也被称为开关复合物,可以在逆时针(CCW)和顺时针(CW)两个方向上自旋。它在不同的细菌中有不同的直径和对称性,但在方向转换过程中有着相似的组成部分和构象变化。

定子单元形成环绕C环的环形结构。定子环的直径和对称性因细菌种类而异,以适应不同的C环直径。定子单元由跨内膜的离子梯度提供动力,顺时针旋转,驱动C环旋转。C环改变其与定子环的相互作用位置,使鞭毛马达的方向开关成为可能。

该研究确定了与肠炎沙门氏菌组装状态下的钩处于复杂状态的鞭毛马达的原子分辨冷冻电子显微镜(cryo-EM)结构。这项工作为鞭毛马达的组装和扭矩传递机制提供了高分辨率的结构见解。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://www.cell.com/trends/microbiology/fulltext/S0966-842X(21)00068-8?rss=yes

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