NorQD AAA+复合物通过一种扭转机制驱动金属的插入

《Nature Communications》：NorQD AAA+ complex drives metal insertion by a twisting mechanism

　　

摘要

与多种细胞活动相关的AAA+ ATP酶在所有生物门类中都能催化多种重塑过程。属于MoxR家族的AAA+ ATP酶通常与含有von Willebrand因子A型（VWA）结构域的蛋白质协同作用，以促进目标分子的重塑和金属离子的插入，但其作用机制尚未被充分理解。我们研究了细菌AAA+ ATP酶NorQ与其VWA结构域伴侣蛋白NorD的复合物，这两种蛋白对一氧化氮还原酶（NOR）的活性至关重要。通过冷冻电镜结构分析和生化实验发现，NorQ和NorD通过两个关键界面相互作用：（i）VWA结构域中伸出的指状结构能够穿透NorQ六聚体的中心孔；（ii）NorD的C末端与NorQ的后传感器1环发生接触。研究结果表明，NorQ的活性能够重塑NorD中与金属离子插入相关的连接区域。这些发现支持这样一种模型：NorQ复合物会对NorD的连接区域施加扭转和拉伸作用，从而帮助金属离子插入目标蛋白NOR中。