清華李雪明團隊用冷凍電鏡技術論文報道VI型分泌系統膜結構
2019年1月15日，清華大學生命科學學院李雪明研究組在《細胞研究》（Cell Research）雜志在線發表題為《VI型分泌系統膜上核心復合物結構》“Architecture of type VI secretion system membrane core complex”的研究論文。該論文報道了細菌VI型分泌系統膜上核心復合物的近原子分辨率的結構，揭示了其組裝新形式。清華大學生命學院李雪明研究員為本工作的通訊作者。清華大學PTN項目五年級博士生尹孟和生命學院五年級直博生嚴照峰為本文共同第一作者。
革蘭氏陰性菌通過一系列不同類型的分泌系統向胞外或者其他細胞分泌各種底物，包括離子，小分子（如抗生素），大分子物質（如毒性蛋白，DNA）等，這些分泌出的底物大多都與人類健康息息相關。其中的VI型分泌系統（T6SS）分泌的毒性蛋白不僅僅可以作用于宿主細胞，使還可以作用于環境中的其他細菌，從而使細菌在細菌-宿主，細菌-細菌等接觸依賴型競爭中獲得優勢。VI型分泌系統由多于13個亞基組成的類似注射器的納米機器。其中TssJ, TssL, TssM三個蛋白組成跨細菌內外膜約1.7MDa的復合物，主要起通道作用， 幫助底物從細菌胞質分泌到細胞外或宿主細胞中。VI型分泌系統膜上核心復合物的結構至今未獲得，精細的組裝方式仍不清楚。
李雪明課題組通過冷凍電鏡單顆粒重構的方法解析了大腸桿菌來源的膜上核心復合物TssJLM 4.0 埃分辨率的分子結構。通過冷凍電鏡結構糾正了前人對TssJ和TssM 2:2組裝比例的錯誤理解， 該高分辨率的結構揭示TssJ和TssM采用新穎的3:2組裝比例。這種3:2的組裝形式明顯區別于其他分泌系統1:1的組裝形式。該研究還發現TssM采用C5對稱性，內層和外層各五個。通過結構比對，發現內層和外層TssM結構有明顯構象變化，該構象變化很可能對通道的打開至關重要。
VI型分泌系統膜上核心復合物的結構
該工作的冷凍電鏡數據采集在國家蛋白質科學設施（北京）的清華大學冷凍電鏡平臺完成，數據處理在國家蛋白質科學設施（北京）清華大學高性能計算平臺完成。該工作獲得了生命科學聯合中心、北京市結構生物學高精尖創新中心、國家自然科學基金委面上項目和科技部重點研發計劃的經費支持。
