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低温电镜揭示了鲍曼不动杆菌 F-ATP 酶旋转亚基 γ 和 ε 的过渡态,揭示了新的化合物靶标。

Cryo-EM reveals transition states of the Acinetobacter baumannii F-ATPase rotary subunits γ and ε, unveiling novel compound targets.

机构信息

School of Biological Sciences, Nanyang Technological University, Singapore, Singapore.

Department of Molecular Microbiology & Bioenergetics, Institute of Molecular Biosciences, Johann Wolfgang Goethe University, Frankfurt, Germany.

出版信息

FASEB J. 2024 Oct;38(20):e70131. doi: 10.1096/fj.202401629R.

DOI:10.1096/fj.202401629R
PMID:39467208
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11580714/
Abstract

Priority 1: critical WHO pathogen Acinetobacter baumannii depends on ATP synthesis and ATP:ADP homeostasis and its bifunctional FF-ATP synthase. While synthesizing ATP, it regulates ATP cleavage by its inhibitory ε subunit to prevent wasteful ATP consumption. We determined cryo-electron microscopy structures of the ATPase active A. baumannii F-αßγε mutant in four distinct conformational states, revealing four transition states and structural transformation of the ε's C-terminal domain, forming the switch of an ATP hydrolysis off- and an ATP synthesis on-state based. These alterations go in concert with altered motions and interactions in the catalytic- and rotary subunits of this engine. These A. baumannii interacting sites provide novel pathogen-specific targets for inhibitors, with the aim of ATP depletion and/or ATP synthesis and growth inhibition. Furthermore, the presented diversity to other bacterial F-ATP synthases extends the view of structural elements regulating such a catalyst.

摘要

优先级 1:关键的世界卫生组织病原体鲍曼不动杆菌依赖于 ATP 合成和 ATP:ADP 平衡及其双功能 FF-ATP 合酶。在合成 ATP 的过程中,它通过其抑制性 ε 亚基调节 ATP 裂解,以防止浪费性的 ATP 消耗。我们确定了在四个不同构象状态下具有活性的鲍曼不动杆菌 F-αßγε 突变体的冷冻电子显微镜结构,揭示了四个过渡态和 ε 的 C 末端结构域的结构转换,形成了 ATP 水解关闭和 ATP 合成开启状态的开关。这些变化与该引擎的催化和旋转亚基的运动和相互作用的改变相一致。这些与鲍曼不动杆菌相互作用的部位为抑制剂提供了新的病原体特异性靶标,旨在耗尽 ATP 和/或抑制 ATP 合成和生长。此外,呈现给其他细菌 F-ATP 合酶的多样性扩展了调节这种催化剂的结构元素的观点。

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