嗜肺军团菌3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶的高分辨率冷冻电镜结构及底物结合后纤维化现象的发现

《Communications Biology》：Substrate-enhanced filamentation of 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase in Legionella pneumophila

　　

摘要

3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶（MCC）是一种生物素依赖型羧化酶，负责代谢氨基酸亮氨酸。MCC存在于细菌、真菌、植物和动物中。在人类中，其过表达与癌症相关，而其缺乏则与具有严重后果的先天性代谢缺陷相关，因此了解其结构和功能具有深远的意义。在此，我们研究了嗜肺军团菌（*Legionella pneumophila*）中的MCC，这是一种具有双相生活周期的致病细菌。我们获得的内源全酶迄今为止提供了分辨率最高的MCC冷冻电镜结构，使得通过机器学习工具ModelAngelo识别蛋白质组分成为可能，并已由质谱法独立验证。我们还观察到MCC在底物结合后出现增强的纤维化现象。我们提出，这种纤维化现象此前在真核生物MCC中有所观察，但在细菌MCC中未见报道，可能对细胞分化或细胞分裂等细胞过程具有重要作用。