• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

单体 Rhodobacter sphaeroides RC-LH1 核心复合物的 2.5 Å 冷冻电镜结构。

Cryo-EM structure of the monomeric Rhodobacter sphaeroides RC-LH1 core complex at 2.5 Å.

机构信息

Materials and Structural Analysis, Thermo Fisher Scientific, Achtseweg Noord 5, 5651 GG Eindhoven, Netherlands.

Department of Molecular Biology and Biotechnology, University of Sheffield, Sheffield, U.K.

出版信息

Biochem J. 2021 Oct 29;478(20):3775-3790. doi: 10.1042/BCJ20210631.

DOI:10.1042/BCJ20210631
PMID:34590677
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8589327/
Abstract

Reaction centre light-harvesting 1 (RC-LH1) complexes are the essential components of bacterial photosynthesis. The membrane-intrinsic LH1 complex absorbs light and the energy migrates to an enclosed RC where a succession of electron and proton transfers conserves the energy as a quinol, which is exported to the cytochrome bc1 complex. In some RC-LH1 variants quinols can diffuse through small pores in a fully circular, 16-subunit LH1 ring, while in others missing LH1 subunits create a gap for quinol export. We used cryogenic electron microscopy to obtain a 2.5 Å resolution structure of one such RC-LH1, a monomeric complex from Rhodobacter sphaeroides. The structure shows that the RC is partly enclosed by a 14-subunit LH1 ring in which each αβ heterodimer binds two bacteriochlorophylls and, unusually for currently reported complexes, two carotenoids rather than one. Although the extra carotenoids confer an advantage in terms of photoprotection and light harvesting, they could impede passage of quinones through small, transient pores in the LH1 ring, necessitating a mechanism to create a dedicated quinone channel. The structure shows that two transmembrane proteins play a part in stabilising an open ring structure; one of these components, the PufX polypeptide, is augmented by a hitherto undescribed protein subunit we designate as protein-Y, which lies against the transmembrane regions of the thirteenth and fourteenth LH1α polypeptides. Protein-Y prevents LH1 subunits 11-14 adjacent to the RC QB site from bending inwards towards the RC and, with PufX preventing complete encirclement of the RC, this pair of polypeptides ensures unhindered quinone diffusion.

摘要

反应中心光能捕获 1 复合物(RC-LH1)是细菌光合作用的必需组成部分。膜内在 LH1 复合物吸收光,能量迁移到一个封闭的 RC 中,电子和质子的连续转移将能量作为醌保存下来,醌被输出到细胞色素 bc1 复合物。在一些 RC-LH1 变体中,醌可以通过 16 个亚基 LH1 环的小孔隙完全圆形地扩散,而在其他变体中,缺失的 LH1 亚基为醌的输出创造了一个间隙。我们使用低温电子显微镜获得了一个这样的 RC-LH1 的 2.5 Å分辨率结构,这是一个来自球形红杆菌的单体复合物。该结构表明,RC 部分被一个 14 个亚基的 LH1 环封闭,其中每个 αβ 异二聚体结合两个细菌叶绿素和两个类胡萝卜素,这与目前报道的复合物不同,通常情况下,每个复合物结合一个类胡萝卜素。虽然额外的类胡萝卜素在光保护和光捕获方面具有优势,但它们可能会阻碍醌通过 LH1 环中的小、瞬态孔隙通过,这就需要一种机制来创建一个专门的醌通道。该结构表明,两个跨膜蛋白在稳定开放环结构中发挥作用;其中一个组件,PufX 多肽,被一个以前未描述的蛋白质亚基增强,我们将其指定为蛋白质-Y,它位于第 13 和第 14 个 LH1α 多肽的跨膜区域。蛋白质-Y 防止 RC QB 位点附近的 LH1 亚基 11-14 向内弯曲到 RC 并与 PufX 一起防止 RC 完全包围,这对多肽确保了醌的无障碍扩散。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/be8a5cc090da/BCJ-478-3775-g0008.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/40f0d380ec93/BCJ-478-3775-g0001.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/2ecb7f36d965/BCJ-478-3775-g0002.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/81be1ff8acac/BCJ-478-3775-g0003.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/8050d843c2a6/BCJ-478-3775-g0004.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/6e1af639f460/BCJ-478-3775-g0005.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/9ddb7ec6ddd4/BCJ-478-3775-g0006.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/cc57a7fab0f9/BCJ-478-3775-g0007.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/be8a5cc090da/BCJ-478-3775-g0008.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/40f0d380ec93/BCJ-478-3775-g0001.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/2ecb7f36d965/BCJ-478-3775-g0002.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/81be1ff8acac/BCJ-478-3775-g0003.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/8050d843c2a6/BCJ-478-3775-g0004.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/6e1af639f460/BCJ-478-3775-g0005.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/9ddb7ec6ddd4/BCJ-478-3775-g0006.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/cc57a7fab0f9/BCJ-478-3775-g0007.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/38f4/8589327/be8a5cc090da/BCJ-478-3775-g0008.jpg

相似文献

1
Cryo-EM structure of the monomeric Rhodobacter sphaeroides RC-LH1 core complex at 2.5 Å.单体 Rhodobacter sphaeroides RC-LH1 核心复合物的 2.5 Å 冷冻电镜结构。
Biochem J. 2021 Oct 29;478(20):3775-3790. doi: 10.1042/BCJ20210631.
2
Three-dimensional structure of the Rhodobacter sphaeroides RC-LH1-PufX complex: dimerization and quinone channels promoted by PufX.Rhodobacter sphaeroides RC-LH1-PufX 复合物的三维结构:PufX 促进二聚化和醌通道形成。
Biochemistry. 2013 Oct 29;52(43):7575-85. doi: 10.1021/bi4011946. Epub 2013 Oct 16.
3
The C-terminus of PufX plays a key role in dimerisation and assembly of the reaction center light-harvesting 1 complex from Rhodobacter sphaeroides.PufX 的 C 末端在聚光色素 1 复合物二聚体的形成和组装中起着关键作用,该复合物来自球形红杆菌。
Biochim Biophys Acta Bioenerg. 2017 Sep;1858(9):795-803. doi: 10.1016/j.bbabio.2017.06.001. Epub 2017 Jun 3.
4
Cryo-EM structure of a monomeric RC-LH1-PufX supercomplex with high-carotenoid content from Rhodobacter capsulatus.来自荚膜红细菌的具有高类胡萝卜素含量的单体RC-LH1-PufX超复合物的冷冻电镜结构。
Structure. 2023 Mar 2;31(3):318-328.e3. doi: 10.1016/j.str.2023.01.006. Epub 2023 Feb 3.
5
Architectures of photosynthetic RC-LH1 supercomplexes from .基于. 的光合 RC-LH1 超级复合物的结构
Sci Adv. 2024 Oct 11;10(41):eadp6678. doi: 10.1126/sciadv.adp6678. Epub 2024 Oct 9.
6
The PufX quinone channel enables the light-harvesting 1 antenna to bind more carotenoids for light collection and photoprotection.PufX醌通道使光捕获1天线能够结合更多类胡萝卜素以进行光收集和光保护。
FEBS Lett. 2017 Feb;591(4):573-580. doi: 10.1002/1873-3468.12575. Epub 2017 Feb 10.
7
Cross-species investigation of the functions of the Rhodobacter PufX polypeptide and the composition of the RC-LH1 core complex.红假单胞菌PufX多肽功能及RC-LH1核心复合体组成的跨物种研究
Biochim Biophys Acta. 2012 Feb;1817(2):336-52. doi: 10.1016/j.bbabio.2011.10.009. Epub 2011 Nov 3.
8
Cryo-EM structure of the dimeric Rhodobacter sphaeroides RC-LH1 core complex at 2.9 Å: the structural basis for dimerisation.Rhodobacter sphaeroides RC-LH1 二聚体核心复合物的 2.9 Å 冷冻电镜结构:二聚化的结构基础。
Biochem J. 2021 Nov 12;478(21):3923-3937. doi: 10.1042/BCJ20210696.
9
A previously unrecognized membrane protein in the Rhodobacter sphaeroides LH1-RC photocomplex.在红细菌 LH1-RC 光复合物中一种以前未被识别的膜蛋白。
Nat Commun. 2021 Nov 2;12(1):6300. doi: 10.1038/s41467-021-26561-9.
10
Cryo-EM structure of the Rhodospirillum rubrum RC-LH1 complex at 2.5 Å.红螺菌RC-LH1复合物在2.5埃分辨率下的冷冻电镜结构
Biochem J. 2021 Sep 17;478(17):3253-3263. doi: 10.1042/BCJ20210511.

引用本文的文献

1
Tunneling Mechanisms of Quinones in Photosynthetic Reaction Center-Light Harvesting 1 Supercomplexes.光合反应中心-捕光1超级复合物中醌的穿隧机制
Small Sci. 2024 Sep 15;4(11):2400188. doi: 10.1002/smsc.202400188. eCollection 2024 Nov.
2
Cryo-EM Analysis of a Tri-Heme Cytochrome-Associated RC-LH1 Complex from the Marine Photoheterotrophic Bacterium Dinoroseobacter Shibae.来自海洋光异养细菌希氏玫瑰杆菌的一种三血红素细胞色素相关RC-LH1复合物的冷冻电镜分析
Adv Sci (Weinh). 2025 May;12(18):e2413456. doi: 10.1002/advs.202413456. Epub 2025 Mar 20.
3
A distinct double-ring LH1-LH2 photocomplex from an extremophilic phototroph.

本文引用的文献

1
Cryo-EM structure of the Rhodospirillum rubrum RC-LH1 complex at 2.5 Å.红螺菌RC-LH1复合物在2.5埃分辨率下的冷冻电镜结构
Biochem J. 2021 Sep 17;478(17):3253-3263. doi: 10.1042/BCJ20210511.
2
Cryo-EM Structure of the Photosynthetic LH1-RC Complex from .来自……的光合LH1-RC复合物的冷冻电镜结构 。 你提供的原文中“from.”后面似乎缺少具体信息。
Biochemistry. 2021 Jul 29. doi: 10.1021/acs.biochem.1c00360.
3
Cryo-EM structure of the photosynthetic RC-LH1-PufX supercomplex at 2.8-Å resolution.光合反应中心-LH1-PufX超复合物的2.8埃分辨率冷冻电镜结构。
一种来自极端嗜光生物的独特双环LH1-LH2光复合体。
Nat Commun. 2025 Feb 6;16(1):1410. doi: 10.1038/s41467-024-55811-9.
4
Insights into the divergence of the photosynthetic LH1 complex obtained from structural analysis of the unusual photocomplexes of Roseospirillum parvum.从小球玫瑰螺菌异常光复合体的结构分析中获得的关于光合LH1复合体差异的见解。
Commun Biol. 2024 Dec 19;7(1):1658. doi: 10.1038/s42003-024-07354-4.
5
Architectures of photosynthetic RC-LH1 supercomplexes from .基于. 的光合 RC-LH1 超级复合物的结构
Sci Adv. 2024 Oct 11;10(41):eadp6678. doi: 10.1126/sciadv.adp6678. Epub 2024 Oct 9.
6
Tuning by Hydrogen Bonding in Photosynthesis.通过氢键作用对光合作用进行调谐。
J Phys Chem B. 2024 Sep 26;128(38):9120-9131. doi: 10.1021/acs.jpcb.4c04405. Epub 2024 Sep 18.
7
Single-Molecule Detection of the Encounter and Productive Electron Transfer Complexes of a Photosynthetic Reaction Center.单分子检测光合作用反应中心的相遇和产性电子转移复合物。
J Am Chem Soc. 2024 Jul 24;146(29):20019-20032. doi: 10.1021/jacs.4c03913. Epub 2024 Jul 11.
8
De novo design of proteins housing excitonically coupled chlorophyll special pairs.从头设计容纳激子耦合叶绿素特殊对的蛋白质。
Nat Chem Biol. 2024 Jul;20(7):906-915. doi: 10.1038/s41589-024-01626-0. Epub 2024 Jun 3.
9
Sulfoquinovosyl diacylglycerol is required for dimerisation of the Rhodobacter sphaeroides reaction centre-light harvesting 1 core complex.磺基奎诺糖二酰基甘油对于红细菌球形菌反应中心-光捕获 1 核心复合物的二聚化是必需的。
Biochem J. 2024 Jul 3;481(13):823-838. doi: 10.1042/BCJ20240125.
10
Excitation energy transfer in proteoliposomes reconstituted with LH2 and RC-LH1 complexes from Rhodobacter sphaeroides.用来自球形红杆菌的 LH2 和 RC-LH1 复合物重建的类囊体蛋白脂质体中的激发能量转移。
Biosci Rep. 2024 Feb 29;44(2). doi: 10.1042/BSR20231302.
Sci Adv. 2021 Jun 16;7(25). doi: 10.1126/sciadv.abf8864. Print 2021 Jun.
4
Structures of RC-LH1 complexes with open or closed quinone channels.具有开放或封闭醌通道的RC-LH1复合物的结构
Sci Adv. 2021 Jan 13;7(3). doi: 10.1126/sciadv.abe2631. Print 2021 Jan.
5
Developmental acclimation of the thylakoid proteome to light intensity in Arabidopsis.拟南芥类囊体蛋白对光强的发育适应。
Plant J. 2021 Jan;105(1):223-244. doi: 10.1111/tpj.15053. Epub 2020 Nov 27.
6
UCSF ChimeraX: Structure visualization for researchers, educators, and developers.UCSF ChimeraX:面向研究人员、教育工作者和开发者的结构可视化工具。
Protein Sci. 2021 Jan;30(1):70-82. doi: 10.1002/pro.3943. Epub 2020 Oct 22.
7
Industrial cryo-EM facility setup and management.工业低温电子显微镜设施的设置与管理。
Acta Crystallogr D Struct Biol. 2020 Apr 1;76(Pt 4):313-325. doi: 10.1107/S2059798320002223. Epub 2020 Apr 6.
8
Atoms to Phenotypes: Molecular Design Principles of Cellular Energy Metabolism.从原子到表型:细胞能量代谢的分子设计原理。
Cell. 2019 Nov 14;179(5):1098-1111.e23. doi: 10.1016/j.cell.2019.10.021.
9
Macromolecular structure determination using X-rays, neutrons and electrons: recent developments in Phenix.利用 X 射线、中子和电子进行高分子结构测定: Phenix 的最新进展。
Acta Crystallogr D Struct Biol. 2019 Oct 1;75(Pt 10):861-877. doi: 10.1107/S2059798319011471. Epub 2019 Oct 2.
10
New tools for automated high-resolution cryo-EM structure determination in RELION-3.用于 RELION-3 中自动化高分辨率冷冻电镜结构测定的新工具。
Elife. 2018 Nov 9;7:e42166. doi: 10.7554/eLife.42166.