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上海生科院提醒细菌双组分调控复合体感触木糖的分子机制

上传时间:2017-07-28阅读次数:编辑:admin

  7月18日,《美国科学院院刊》(PNAS)在线宣布了中国科学院上海性命迷信研究院动物生理生态研究所张鹏研究组和姜卫红研究组配合实现的研究论文,题为Molecular mechanism of environmental d-xylose perception by a XylFII-LytS complex in bacteria。该研究经过解析梭菌质膜上担任感应木糖信号的双组分调控复合体XylFII-LytS的晶体结构,结合生理生化与遗传学分析,提醒了细菌感受重要五碳糖-木糖并调控其接收利用的分子机制。

??? 图:细胞膜上的双组分复合体XylFII-LytS结合木糖后产生构像变更,由异源二聚体转变为存在生理活性的异源四聚体,激活下游信号,调控木糖ABC转运蛋白复合体XylFGH的抒发,向细胞内转运木糖。

  该项任务中,在研究员张鹏和姜卫红的领导下,李建戌等解析了拜氏梭菌中的木糖信号感应复合体XylFII-LytS周质空间结构域(XylFII-LytSN)在结合与不联合木糖状态下的三维结构。经过对这些构造的比拟与剖析发明,木糖分子能够特异性地结合在XylFII蛋白上,并引诱其N端和C端结构域由开启状况改变为闭合状态。这种构象转变进而诱导两个XylFII-LytSN二聚体构成异源四聚体,成为有利于信号传导的分子构架。因而推断,结合两分子木糖的XylFII-LytS异源四聚体是其活性情势,木糖信号经过这一四聚体中的两分子组氨酸激酶LytS传导到膜内,经过激活应对调控蛋白启动木糖ABC转运蛋白XylFGH的表白来改良木糖的利用。进一步,研讨团队利用生理生化及遗传学方式,经过定点渐变目标蛋白的要害氨基酸残基,并结合梭菌体内试验和表型分析,证明了上述推断。该研究提醒了细菌木糖信号感触及调控的内在分子机制,永乐国际娱乐官网,为这一主要五碳糖的应用跟产业菌株的分子改革供给了新的思绪和根据。

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  该研究失掉了基金委和中科院的经费支撑。实验数据搜集任务失掉了上海光源17U线站和国度蛋白质核心(上海)设备19U1/U2线站的支持与辅助。

  木糖是秸秆等木质纤维原料中除葡萄糖外最重要的糖组分,是天然界中储量最丰盛的五碳糖。如何使之为微生物高效利用并分解有用的化学品,是人们始终关注的成绩,永乐国际娱乐官网。产溶剂梭菌是一类重要的工业微生物,它可以经过发酵发生丁醇、乙醇和丙酮等大批化学品及生物燃料,永乐国际娱乐官网。只管该菌可以利用必定量的木糖,但效力低下。在之前的研究中,姜卫红研究组发当初梭菌细胞内膜上存在一类守旧的双组分蛋白复合体XylFII-LytS,用于感触环境中的木糖并调控其利用。这是木糖代谢进程中的一个重要环节,但其分子机制却知之甚少。

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