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Science丨 揭开“圣杯”面纱：吴皓团队通过冷冻电镜与AlphaFold相结合揭示核孔复合体精细结构
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关键词：
Science揭示
资讯来源：BioArt + 订阅账号
发布时间：
2022-06-10
团队重构了胞质环单体的结构，分辨率为6.9 Å；其核心区最高分辨率达到6.7 Å。由于很多核孔蛋白仍然没有高分辨结构，他们借助了AlphaFold对每一个非洲爪蟾的核孔蛋白单独进行结构预测，然后拟合到冷冻电镜图谱中。对于一些拟合困难的蛋白亚基，探索出一种高效并且准确的模型搭建方式：首先，尝试寻找可能与其具有相互作用的蛋白亚基，然后用AlphaFold对其复合体进行结构预测。非常有意思的是，他们发现AlphaFold能够很好的揭示很多蛋白亚基的相互作用，从而大大简化和方便了搭建模型的过程。团队成功搭建了胞质环的原子模型，其元件包括内环和外环 Y-复合体
（Y-complexes）
, 两个重复单元的 Nup205, 两个重复单元的Nup214-Nup88-Nup62复合体, 一个单元的Nup155, 以及五个重复单元的Nup358。作为NPC中最大的核孔蛋白，Nup358结构具有很高的复杂性。其组成包括一个S-型球状结构域
（S-shaped globular domain）
, 一个卷曲螺旋结构域
（coiled-coil domain）
, 以及一个很大的含有苯基丙氨酸-甘氨酸重复
（FG repeats）
的无序C-端结构域
（disordered C-terminal）
。这一结构域形成一个致密的胶状结构，组成底物选择性的孔道结构。研究人员成功鉴定出了五个重复单元的Nup358，它们以钳夹状结构固定住内环和外环Y-复合体的衔接处，起到了固定胞质环的重要作用。更加值得一提的是，借助AlphaFold预测，还发现Nup358的卷曲螺旋结构域，能够形成并且倾向于形成一个同源五聚体结构，这一预测结果与五个重复单元的Nup358在数目对应上达成了精妙的一致性。通过体外表达纯化Nup358的卷曲螺旋结构域，也证明其能够形成五聚体。他们推测Nup358五聚体的形成，能够在NPC组装起始的过程中能够起到降低阈值，促进核小体富集的作用，这也与以往关于Nup358的相关功能报道高度一致。
