研究室の論文紹介で取り上げられた論文がとても面白かったので、ここにも転載します。
Malaria parasite translocon structure and mechanism of effector export
Chi-Min Ho, Josh R. Beck, Mason Lai, Yanxiang Cui, Daniel E. Goldberg, Pascal F. Egea & Z. Hong Zhou
Nature 561, 70-75 (2018)
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30150771
Abstract
The putative Plasmodium translocon of exported proteins (PTEX) is essential for transport of malarial effector proteins across a parasite-encasing vacuolar membrane into host erythrocytes, but the mechanism of this process remains unknown. Here we show that PTEX is a bona fide translocon by determining structures of the PTEX core complex at near-atomic resolution using cryo-electron microscopy. We isolated the endogenous PTEX core complex containing EXP2, PTEX150 and HSP101 from Plasmodium falciparum in the 'engaged' and 'resetting' states of endogenous cargo translocation using epitope tags inserted using the CRISPR-Cas9 system. In the structures, EXP2 and PTEX150 interdigitate to form a static, funnel-shaped pseudo-seven-fold-symmetric protein-conducting channel spanning the vacuolar membrane. The spiral-shaped AAA+ HSP101 hexamer is tethered above this funnel, and undergoes pronounced compaction that allows three of six tyrosine-bearing pore loops lining the HSP101 channel to dissociate from the cargo, resetting the translocon for the next threading cycle. Our work reveals the mechanism of P. falciparum effector export, and will inform structure-based design of drugs targeting this unique translocon.
（簡単な要約）マラリア原虫がヒトの赤血球内に侵入すると、マラリアの表面にPTEXと呼ばれる膜透過装置が出てきてマラリアのタンパク質を赤血球内に輸送する。このPTEXはEXP2, PTEX150, Hsp101の三種類の蛋白質からなる複合体である。今回、筆者らはマラリア原虫から単離したPTEXをクライオEMで観察することで近原子分解能のPTEXの立体構造を報告した。得られた構造からEXP2, PTEX150が七回対称を持つポア（孔）を形成し、その中央を輸送されるタンパク質が通ること。AAA+ ATPaseドメインを持つHsp101が六回対称を持ち、ポアの上部に覆いかぶさることでポアの開閉に積極的に働くことなどが明らかになった。こうしたマラリア独自のマシーナリーの解明は特異性の高い阻害剤の開発などに繋がる可能性がある。
個人的に何が感心するかというと、マラリアに感染させた赤血球から直接サンプルを取っているところで、多少危ない気もするのですがよくやったと思います。構造生物学者にとってモノ取りは非常に重要だと再認識させられました。あと、こういう超分子複合体を取ってくるときは、やっぱりFLAGタグなんですね。他でもいけると思うけど。
