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光合蓝藻长链脂肪烃合成的结构基础

发布时间: 2020年03月23日

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  生物物理研究所李梅/常文瑞课题组继2015年解析了蓝藻ADO的晶体结构[参考文献1],继续对该途径进行深入的研究,此次报道了蓝藻Synechococcus elongatus PCC 7942来源的AAR的晶体结构,以及AAR结合ADO及不同底物(类似物)、辅因子的三个复合物的晶体结构(图b,c)。通过结构分析和比较,结合相关的生化实验,研究人员揭示了蓝藻AAR结合底物和辅因子的结构细节,阐明了其采取“乒乓机制”[参考文献2, 3]在同一位点结合底物和辅因子的结构基础,揭示了AAR-ADO复合物的相互作用方式和关键氨基酸,并发现AAR-ADO复合物中形成了一个贯穿两个蛋白的疏水通道,解释了以前研究中一直困惑的脂肪醛分子是如何在两个蛋白之间进行传递的问题。基于该项最新工作,并结合课题组前期的研究结果(Pro Cell北京快乐8玩法, 2015),研究人员首次从结构生物学角度揭示了蓝藻脂肪烃生物合成途径的催化过程和调控机理(图d),为继续改造优化该途径提供了重要基础。

  该项研究工作在线发表于2020年3月23日的Nature communications(DOI:10.1038/s41467-020-15268-y)。中国科北京快乐8玩法生物物理所李梅研究员为论文的通讯作者,联合培养研究生高宇和高级工程师张红梅为该项工作的共同第一作者。该研究工作得到了中国科北京快乐8玩法B类先导专项、科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中国科北京快乐8玩法前沿科学重点研究项目的共同资助。数据收集和样品分析等工作得到了上海光源、生物物理所蛋白质科学研究平台等有关工作人员的支持和帮助。

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  [1] jia, c., li m., li j., zhang j., zhang h., cao p., pan x., lu x. & chang w. structural insights into the catalytic mechanism of aldehyde-deformylating oxygenases. protein cell 6, 55-67 (2015).

  [2] lin, f., das, d., lin, x.n. & marsh, e.n. aldehyde-forming fatty acyl-coa reductase from cyanobacteria: expression, purification and characterization of the recombinant enzyme. febs j 280, 4773-81 (2013).

  [3] warui, d.m. pandelia m.e., rajakovich l.j., krebs c., bollinger j.m. jr & booker s.j. efficient delivery of long-chain fatty aldehydes from the nostoc punctiforme acyl-acyl carrier protein reductase to its cognate aldehyde-deformylating oxygenase. biochemistry 54, 1006-15 (2015).

 

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