人ATP13A1单颗粒冷冻电镜成像数据集

P5A-ATPase是一种高度保守的孤儿P型ATPase，可能作为脱臼酶去除靶向错误的跨膜螺旋，或作为转位酶调节内质网靶蛋白的跨膜转位。在这里，我们以3.41至3.92Å分辨率测定了假定的E1P和E2P构象中人P5A ATP酶ATP13A1的冷冻电子显微镜结构。与典型的P型ATP酶相比，人ATP13A1含有两个额外的结构域：一个N末端结构域（NTD）和一个Arm结构域。此外，ATP13A1的底物结合口袋可以以不同的构象交替向胞浆和内质网腔开放，同时在暴露于脂质双层的膜内保持横向开放。推测的跨膜底物的密度表现出α-螺旋的特征。在apo构象中，Arm结构域的C端通过静电相互作用锚定在细胞质侧由TM2和TM4b形成的凹槽中。它通过限制TM螺旋的相对运动来维持向内开放的构象。随着细胞质结构域构象的改变，Arm结构域的C端离开凹槽，为底物结合和TM重新排列提供空间，从而将结合口袋转变为向外开放的构象。基于脂质纳米盘中人ATP13A1的密度图，我们推测P5A ATP酶局部稀释底物结合口袋周围的膜，以减少TM进入或退出双层过程中的能量屏障。这些发现促进了我们对底物转运机制和P5A-ATPase构象变化的理解。

搜集汇总

背景与挑战

背景概述

该数据集通过单颗粒冷冻电镜技术，以3.41至3.92Å分辨率解析了人ATP13A1（一种P5A-ATPase）的假想E1P和E2P构象结构。研究发现ATP13A1包含额外的N末端和Arm结构域，其底物结合口袋能在不同构象间切换，并推测P5A ATP酶通过膜稀释机制促进底物转运，从而深化了对P5A-ATPase构象变化和功能的理解。