AM：跨越纳米到微米尺度的多形性细菌微室壳结构的异源组装

Nanoyu

2023-03-18

许多细菌使用被称为细菌微室(BMC)的基于蛋白质的细胞器来组织和隔离顺序的酶反应。不管它们的特殊代谢功能如何，所有的BMC都由一个由多个结构冗余但功能不同的六聚体(BMC-H)、伪六聚体/三聚体(BMC-T)或五聚体(BMC-P)壳蛋白组成的壳蛋白分隔。在没有天然载体的情况下表达时，壳蛋白已被证明可以自组装成2D片状、开放的纳米管和直径约40 nm的封闭壳，这些正在被开发为生物技术应用的支架和纳米容器。

近日，劳伦斯伯克利国家实验室Cheryl A. Kerfeld，Markus Sutter通过应用基于互补的亲和纯化(CAP)方法从紫色非硫细菌沼泽红假单胞菌BisB18中快速分离来自B₁₂非依赖的1，2-丙二醇代谢GRM3C细胞器的异种组装的壳，从而扩展了表征合成代谢小体BMC壳底盘的资料库。

文章要点

1）这个壳系统的构建块集由四种不同类型的六聚体、三聚体和五聚体组成。由这6种蛋白质的自组装混合物产生的合成GRM3C结构在形态上是不同的，其中一些类似于单壁碳纳米管和成熟的HIV-1衣壳。这些结构跨越了纳米到微米的范围，是BMC生物材料具有显著结构可塑性的典范。

2）此外，观察到的多晶型顶端纳米管和纳米锥反映了六角形和五角形外壳蛋白的基本几何结构，类似于富勒烯的6元和5元碳环，其中五聚体的不对称分布影响形态。

结果表明，不对称碳、病毒蛋白和基于BMC的架构之间存在共同的架构原则。

参考文献

Bryan H. Ferlez, et al, Heterologous Assembly of Pleomorphic Bacterial Microcompartment Shell Architectures Spanning the Nano- to Microscale, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202212065

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202212065