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每日短讯:最精确NPC胞质环结构模型构建成功

(记者温才妃)6月10日,西湖大学施一公团队在《科学》上在线发表了最新研究成果,报道了目前分辨率最高的核孔复合物(NPC)中胞质环(CR)亚基的结构。

在真核细胞的微观世界中,NPC是其中最庞大、最复杂的分子机器之一,也是在核膜上负责物质双向运输的唯一通道,其功能异常与包括癌症在内的多种疾病的发生有关。NPC的高分辨率结构解析一直被视为结构生物学界的难题之一。

此前,该团队已成功解析了NPC中核质环(NR)和内环(IR)的高分辨结构,加上此次解析的CR亚基结构,三者共同构成了目前为止最详细且最精确的NPC支架结构模型,为理解脊椎动物NPC的组成、结构、组装及功能提供了坚实基础。同时,该模型还提供了多个疾病相关的基因突变在NPC中的位置信息,为疾病诊断及后续药物开发提供了宝贵依据。

NPC镶嵌于细胞核的双层核膜(NE)之上,在从细胞质到细胞核的方向上,主要由胞质丝(CF)、CR、IR、腔环(LR)、NR和核篮(NB)组成。其中,CR、IR和NR构成NPC最稳定的支架部分,是结构生物学领域关注的重点。

由于NPC分子具有巨大的尺寸和结构柔性,获得完整NPC支架的高分辨率结构具有极高难度。该团队创新性地利用倾转样品台的办法对包埋在核膜中的完整NPC分子进行研究。他们通过将NPC支架部分拆分成CR、IR和NR三个环状结构,并在各个环内进一步拆分成各个稳定区域,分别进行颗粒对中和三维重构,最终获得了迄今为止分辨率最高的核孔复合物CR亚基的冷冻电镜结构,分辨率达3.7~4.7埃。同时,该团队还利用重组表达技术和单颗粒冷冻电镜分析手段,将Nup358的N端结构域解析至3.0埃分辨率。以这些重构结果为基础,该团队最终构建了迄今为止最完整且最精确的CR结构模型。

(资料图片)

相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8280

《中国科学报》 (2022-06-13 第1版 要闻)

关键词: 结构模型 分子机器 电镜分析

责任编辑:Rex_13

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