开启新篇章！颜宁院士等团队Cell 最新发文

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作者：Sophia

2024年3月28日，清华大学/深圳医学科学院颜宁、清华大学闫创业及潘俊敏共同通讯在《Cell》发表题为“Structure-guided discovery of protein and glycan components in native mastigonemes”的研究论文，研究报道了从莱茵衣藻纤毛中分离的天然纤绒毛 (Mastigoneme) 3.0 Å分辨率的冷冻电镜结构。

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00240-X

已知植物和藻类具有独特的Hyp O-糖基化，其中低聚糖主要由阿拉伯糖和少量半乳糖组成。Hyp O-糖基化是植物和藻类细胞壁、根尖和根毛的主要成分。这些聚糖均无结构信息。这里介绍的乳鞭毛烯结构揭示了阿拉伯糖聚糖在生物结构的高阶组装中的结构作用，从而为理解植物和藻类中的类似模式提供了启示。

我们的研究展示了现代结构生物学在发现未表征的生物分子方面的力量。Mstax的鉴定完全通过高分辨率3D EM重建和结构建模进行指导。虽然整个Mstax蛋白中只有三分之一在结构上被揭示出来，但其功能意义是明显而重要的。Mstax 充当 mastigoneme 的轴。由于乳鞭毛单独（而不是成对或成簇）从纤毛的外侧突出，因此每个乳腺中应该只有一个Mstax的拷贝（图5D）。

乳鞭毛组织和组装的模型。中央 Mstax 作为组织中心，从膜一直到乳鞭毛体的远端。Mstax 的中央 MHR 域用作组装 Mst1 护套的装卸码头。在碱基上，PKD2 的小相互作用者 （SIP） 可以为 Mstax 的 PKD2 样结构域提供 S1 片段，以共同形成具有三个 PKD2 原生体的异质复合物。Mstax 的大型细胞内 C 末端结构域 （CTD） 由 1,500 多个残基组成，可能与纤毛内蛋白相互作用，例如微管双峰 （DMT）。

本研究，报道了从莱茵衣藻纤毛中分离的天然纤绒毛（Mastigoneme）3.0 Å分辨率的冷冻电镜结构。长茎形成一个超级螺旋，每个螺旋旋转由四对反平行的纤绒毛素样蛋白1 (Mst1)组成。在Mst1中，在II型聚羟基脯氨酸(Hyp)螺旋周围发现了大量阿拉伯糖聚糖，它们代表了植物和藻类中常见的一类糖基化。EM图谱揭示了纤绒毛轴心蛋白(Mstax)，该蛋白富含重度糖基化的Hyp，并含有PKD2样跨膜结构域(TMD)。Mstax有近8000个残基，从细胞内区域到纤绒毛素的远端，为Mst1的组装提供了框架。该研究提供了对天然生物结构中蛋白质和聚糖相互作用复杂性的见解。