Exocyst is an evolutionarily conserved hetero-octameric tethering complex that plays a variety of roles in membrane trafficking, including exocytosis, endocytosis, autophagy, cell polarization, cytokinesis, pathogen invasion, and metastasis. Exocyst serves as a platform for interactions between the Rab, Rho, and Ral small GTPases, SNARE proteins, and Sec1/Munc18 regulators that coordinate spatial and temporal fidelity of membrane fusion. However, its mechanism is poorly described at the molecular level. Here, we determine the molecular architecture of the yeast exocyst complex by an integrative approach, based on a 3D density map from negative-stain electron microscopy (EM) at ~16 Å resolution, 434 disuccinimidyl suberate and 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride cross-links from chemical-crosslinking mass spectrometry, and partial atomic models of the eight subunits. The integrative structure is validated by a previously determined cryo-EM structure, cross-links, and distances from in vivo fluorescence microscopy. Our subunit configuration is consistent with the cryo-EM structure, except for Sec5. While not observed in the cryo-EM map, the integrative model localizes the N-terminal half of Sec3 near the Sec6 subunit. Limited proteolysis experiments suggest that the conformation of Exo70 is dynamic, which may have functional implications for SNARE and membrane interactions. This study illustrates how integrative modeling based on varied low-resolution structural data can inform biologically relevant hypotheses, even in the absence of high-resolution data.

中文翻译：

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酵母外囊复合物的整合结构和功能。

外囊是一种进化上保守的异八聚体束缚复合物，在膜运输中起多种作用，包括胞吐，内吞，自噬，细胞极化，胞质分裂，病原体入侵和转移。外囊膜充当Rab，Rho和Ral小GTP酶，SNARE蛋白和Sec1 / Munc18调节剂之间相互作用的平台，协调膜融合的时空保真度。但是，其机理在分子水平上描述得很差。在这里，我们通过整合方法确定酵母外囊复合物的分子结构，该方法基于负染色电子显微镜（EM）的3D密度图（分辨率约为16Å，辛二酸二琥珀酰亚胺酯和1-乙基-3-（3化学交联质谱法测定的-二甲氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐交联，和八个亚基的部分原子模型。通过预先确定的冷冻EM结构，交联和离体内荧光显微镜的距离来验证该整体结构。除了Sec5，我们的子单元配置与cryo-EM结构一致。虽然在cryo-EM图中未观察到，但是整合模型将Sec3的N末端一半定位在Sec6亚基附近。有限的蛋白水解实验表明Exo70的构象是动态的，可能对SNARE和膜相互作用具有功能意义。这项研究表明，即使在没有高分辨率数据的情况下，基于各种低分辨率结构数据的集成建模也可以为生物学上相关的假设提供依据。通过预先确定的冷冻EM结构，交联和离体内荧光显微镜的距离来验证该整体结构。除了Sec5，我们的子单元配置与cryo-EM结构一致。虽然在cryo-EM图中未观察到，但是整合模型将Sec3的N末端一半定位在Sec6亚基附近。有限的蛋白水解实验表明Exo70的构象是动态的，可能对SNARE和膜相互作用具有功能意义。这项研究说明了即使在没有高分辨率数据的情况下，基于各种低分辨率结构数据的集成建模如何也可以为生物学上相关的假设提供依据。通过预先确定的冷冻EM结构，交联和离体内荧光显微镜的距离来验证该整体结构。除了Sec5，我们的子单元配置与cryo-EM结构一致。虽然在cryo-EM图中未观察到，但是整合模型将Sec3的N末端一半定位在Sec6亚基附近。有限的蛋白水解实验表明Exo70的构象是动态的，可能对SNARE和膜相互作用具有功能意义。这项研究说明了即使在没有高分辨率数据的情况下，基于各种低分辨率结构数据的集成建模如何也可以为生物学上相关的假设提供依据。除了Sec5。虽然在cryo-EM图中未观察到，但是整合模型将Sec3的N末端一半定位在Sec6亚基附近。有限的蛋白水解实验表明Exo70的构象是动态的，可能对SNARE和膜相互作用具有功能意义。这项研究表明，即使在没有高分辨率数据的情况下，基于各种低分辨率结构数据的集成建模也可以为生物学上相关的假设提供依据。除了Sec5。虽然在cryo-EM图中未观察到，但是整合模型将Sec3的N末端一半定位在Sec6亚基附近。有限的蛋白水解实验表明Exo70的构象是动态的，可能对SNARE和膜相互作用具有功能意义。这项研究说明了即使在没有高分辨率数据的情况下，基于各种低分辨率结构数据的集成建模如何也可以为生物学上相关的假设提供依据。