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Electron Cryotomography of Bacterial Cells

While much is already known about the basic metabolism of bacterial cells, many fundamental questions are still surprisingly unanswered, including for ...

California Institute of Technology - Caltech

&#x9006;&#x8F6C;&#x5F55;&#x75C5;&#x6BD2;&#x7684;&#x4E3B;&#x8981;&#x7ED3;&#x6784;&#x5185;&#x5BB9;&#x8F7D;&#x4E8E;&#x5355;&#x4E00;&#x7684;&#x591A;&#x805A;&#x86CB;&#x767D;&#x57FA;&#x56E0;&#xFF0C;Gag&#xFF0C;&#x5176;&#x4E2D;&#x578B;&#x4EBA;&#x7C7B;&#x514D;&#x75AB;&#x7F3A;&#x9677;&#x75C5;&#x6BD2; &#xFF08;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2;-1&#xFF09; 1 &#x9A6C;&#x3001; CA&#x3001; &#x57AB;&#x7247;&#x80BD; 1 (SP1)&#xFF0C;&#x6570;&#x63A7;&#x3001; SP2 &#x548C; p6 &#x591A;&#x80BD;&#x3002;&#x5728;&#x672A;&#x6210;&#x719F;&#x7684;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x75C5;&#x6BD2;&#x9897;&#x7C92;&#xFF0C;&#x538B;&#x5236;&#x7684;&#x57DF;&#x8FDB;&#x884C;&#x6392;&#x5217;&#x5F84;&#x5411; N &#x7EC8;&#x7AEF;&#x9A6C;&#x57DF;&#x7684;&#x819C;&#x548C; C &#x7EC8;&#x7AEF; NC-SP2-p6 &#x533A;&#x57DF;&#x4E2D;&#x5FC3;&#x9644;&#x8FD1;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A;&#x7684;&#x4E09;&#x7EF4;&#x7ED3;&#x6784;&#x7684;&#x4E2A;&#x4EBA;&#x4E0D;&#x6210;&#x719F;&#x7684;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 virions&#xFF0C;&#x901A;&#x8FC7;&#x7535;&#x5B50; cryotomography &#x83B7;&#x5F97;&#x3002;Gag &#x591A;&#x805A;&#x86CB;&#x767D;&#x57FA;&#x56E0;&#x7684;&#x540C;&#x5FC3;&#x58F3;&#x90FD;&#x6E05;&#x6670;&#x53EF;&#x89C1;&#xFF0C;&#x548C; Gag &#x4E0D;&#x540C;&#x5C42;&#x6570;&#x7684;&#x5F84;&#x5411;&#x9884;&#x6D4B;&#x63ED;&#x793A;&#x7684; CA &#x548C; SP1 &#x58F3;&#x5185;&#x516D;&#x89D2;&#x5F62;&#x987A;&#x5E8F;&#x7684;&#x4FEE;&#x8865;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x3002;&#x5E73;&#x5747;&#x6709;&#x5E8F;&#x7684;&#x5355;&#x4F4D;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5BFC;&#x81F4;&#x6A21;&#x578B;&#x4E2D;&#x7684;&#x6BCF;&#x4E2A; CA &#x516D;&#x805A;&#x4F53;&#x7531;&#x516D;&#x4E2A; SP1 &#x87BA;&#x65CB;&#x675F;&#x7A33;&#x5B9A;&#x4E0B;&#x6765;&#x3002;&#x6B64;&#x6A21;&#x578B;&#x8868;&#x660E;&#x4E3A;&#x4EC0;&#x4E48; SP1 &#x57AB;&#x7247;&#x662F;&#x5FC5;&#x8981;&#x6761;&#x4EF6; Gag &#x6676;&#x683C;&#x7684;&#x5927;&#x4F1A;&#xFF0C;&#x5288;&#x88C2; SP1 &#x548C; CA &#x4E4B;&#x95F4;&#x5982;&#x4F55;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x7ED3;&#x6784;&#x5F00;&#x5173;&#x63A7;&#x5236;&#x6210;&#x719F;&#x3002;

&#x7535;&#x5B50; cryotomography &#x7684;&#x672A;&#x6210;&#x719F;&#x7684;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 virions &#x63ED;&#x793A; CA &#x548C; SP1 &#x538B;&#x5236;&#x58F3;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;

The major structural elements of retroviruses are contained in a single polyprotein, Gag, which in human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) comprises the MA, CA, spacer peptide 1 (SP1), NC, SP2, and p6 polypeptides. In the immature HIV-1 virion, the domains of Gag are arranged radially with the N-terminal MA domain at the membrane and C-terminal NC-SP2-p6 region nearest to the center. Here, we report the three-dimensional structures of individual immature HIV-1 virions, as obtained by electron cryotomography. The concentric shells of the Gag polyprotein are clearly visible, and radial projections of the different Gag layers reveal patches of hexagonal order within the CA and SP1 shells. Averaging well-ordered unit cells leads to a model in which each CA hexamer is stabilized by a bundle of six SP1 helices. This model suggests why the SP1 spacer is essential for assembly of the Gag lattice and how cleavage between SP1 and CA acts as a structural switch controlling maturation.

Electron cryotomography of immature HIV-1 virions reveals the structure of the CA and SP1 Gag shells.

Les principaux &#xE9;l&#xE9;ments structurels de r&#xE9;trovirus sont contenues dans une polyprot&#xE9;ine Gag unique, qui, dans un virus de type de l&#x26;#39;immunod&#xE9;ficience humaine 1 (VIH-1) comprend la MA, CA, entretoise peptide 1 (SP1), NC, SP2, et les polypeptides p6. Dans le immatures virion du VIH-1, les domaines de Gag sont dispos&#xE9;s radialement par le domaine N-terminal de ma&#xEE;trise &#xE0; la membrane et C-terminale NC-SP2-p6 plus proche du centre de la r&#xE9;gion. Ici, nous pr&#xE9;sentons les structures tridimensionnelles de chaque immatures virions VIH-1, tel qu&#x26;#39;obtenu par cryotomography &#xE9;lectrons. Les enveloppes concentriques de la polyprot&#xE9;ine Gag sont clairement visibles, et les projections radiales des couches diff&#xE9;rentes de b&#xE2;illon r&#xE9;v&#xE8;lent des correctifs d&#x26;#39;ordre hexagonale dans le CA et les coquilles SP1. Calcul de la moyenne des cellules unitaires bien ordonn&#xE9;s conduit &#xE0; un mod&#xE8;le dans lequel chaque hexam&#xE8;re CA est stabilis&#xE9;e par un faisceau de six h&#xE9;lices SP1. Ce mod&#xE8;le montre pourquoi l&#x26;#39;entretoise SP1 est essentiel pour l&#x26;#39;assemblage du treillis Gag et comment le clivage entre SP1 et CA agit comme un interrupteur de maturation structurelle contr&#xF4;le.

Cryotomography &#xE9;lectronique de immatures virions VIH-1 r&#xE9;v&#xE8;le la structure de l&#x26;#39;AC et Coquillages Gag SP1

Die wichtigsten Strukturelemente der Retroviren sind enthalten in ein einzelnes Polyprotein, Gag, der in humanen Immundefizienz-Virustyp 1 (HIV-1) umfasst die MA, CA, Abstandhalter Peptid 1 (SP1), NC, SP2 und p6 Polypeptide. In den unreifen Virion HIV-1 sind die Dom&auml;nen der Gag mit der N-terminalen MA-Dom&auml;ne auf die Membran und C-terminalen NC-SP2-p6-Region dem Mittelpunkt am n&auml;chsten radial angeordnet. Hier berichten wir die dreidimensionalen Strukturen der einzelnen unreifen HIV-1-Virionen, wie durch Elektron-Cryotomography gewonnen. Die konzentrischen Schalen der Gag-Polyprotein sind deutlich sichtbar, und radiale Projektionen der Gag Schichten offenbaren Flecken von sechseckigen Reihenfolge innerhalb der CA und SP1-Shell. Durchschnittlich wohlgeordnete Einheit Zellen f&uuml;hrt zu einem Modell, in welchem jede CA Hexamer durch ein B&uuml;ndel von sechs SP1-Helices stabilisiert ist. Dieses Modell schl&auml;gt vor, warum der SP1-Abstandhalter f&uuml;r Montage des Gitters Gag wesentlich ist und wie die Spaltung zwischen SP1 und CA als eine steuernde struktureller Switch-Reifung fungiert.

Elektron-Cryotomography von unreifen Virionen in HIV-1 zeigt die Struktur der Zertifizierungsstelle und SP1 Gag Muscheln.

Gli elementi strutturali principali dei retrovirus sono contenuti in un singolo polyprotein, Gag, che nel virus dell&#39;immunodeficienza umana di tipo 1 (HIV-1) comprende il MA, CA, peptidi distanziatore 1 (SP1), polipeptidi NC, SP2 e p6. Nel virione di HIV-1 immaturi, i domini di Gag sono disposti radialmente con il dominio N-terminale MA presso la membrana e la regione C-terminale NC-SP2-p6 pi&ugrave; vicino al centro. Qui, segnaliamo le strutture tridimensionali dei virioni di HIV-1 immaturi individuale, ottenuto dall&#39;elettrone cryotomography. I gusci concentrici del polyprotein Gag sono chiaramente visibili, e radiale proiezioni di diversi strati di Gag rivelano le patch di ordine esagonale entro i gusci CA e SP1. Media unit&agrave; ordinata cellule porta a un modello in cui ogni CA hexamer &egrave; stabilizzata da un fascio di sei eliche di SP1. Questo modello suggerisce perch&eacute; il distanziale SP1 &egrave; essenziale per l&#39;assemblaggio del reticolo Gag e come scissione tra SP1 e CA agisce come un&#39;interruttore strutturali controllo maturazione.

Elettrone cryotomography di virioni di HIV-1 immaturi rivela la struttura delle conchiglie CA e SP1 Gag.

&#x30EC;&#x30C8;&#x30ED;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x306A;&#x69CB;&#x9020;&#x8981;&#x7D20;&#x306F;&#x3001;&#x30D2;&#x30C8;&#x514D;&#x75AB;&#x4E0D;&#x5168;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;1&#x578B;&#xFF08;HIV-1&#xFF09;&#x306E;MA&#x3001;CA&#x3001;&#x30B9;&#x30DA;&#x30FC;&#x30B5;&#x30FC;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;1&#xFF08;SP1&#xFF09;&#x3001;NC&#x3001;SP2&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;P6&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x5358;&#x4E00;&#x30DD;&#x30EA;&#x3001;&#x30AE;&#x30E3;&#x30B0;&#x3001;&#x306B;&#x542B;&#x307E;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x672A;&#x719F;&#x306A;HIV-1&#x30D3;&#x30EA;&#x30AA;&#x30F3;&#x306E;&#x4E2D;&#x5FC3;&#x306B;&#x6700;&#x3082;&#x8FD1;&#x3044;&#x9818;&#x57DF;&#x3067;&#x3001;&#x30AE;&#x30E3;&#x30B0;&#x306E;&#x9818;&#x57DF;&#x306F;&#x3001;&#x819C;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;N&#x672B;&#x7AEF;MA&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#x3067;&#x653E;&#x5C04;&#x72B6;&#x306B;&#x914D;&#x7F6E;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x304A;&#x308A;&#x3001;C&#x672B;&#x7AEF;NC-SP2-P6&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x96FB;&#x5B50;cryotomography&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5F97;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x500B;&#x3005;&#x306E;&#x672A;&#x719F;&#x306A;HIV-1&#x30D3;&#x30EA;&#x30AA;&#x30F3;&#x306E;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x3001;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30AE;&#x30E3;&#x30B0;&#x30DD;&#x30EA;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x540C;&#x5FC3;&#x5186;&#x72B6;&#x306E;&#x30B7;&#x30A7;&#x30EB;&#x304C;&#x306F;&#x3063;&#x304D;&#x308A;&#x3068;&#x898B;&#x3048;&#x3066;&#x304A;&#x308A;&#x3001;&#x5225;&#x306E;&#x30AE;&#x30E3;&#x30B0;&#x5C64;&#x306E;&#x534A;&#x5F84;&#x65B9;&#x5411;&#x306E;&#x7A81;&#x8D77;&#x306F;&#x3001;CA&#x3068;SP1&#x306E;&#x30B7;&#x30A7;&#x30EB;&#x5185;&#x306B;&#x516D;&#x89D2;&#x5F62;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3088;&#x304F;&#x9806;&#x5E8F;&#x4ED8;&#x3051;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x5358;&#x4F4D;&#x30BB;&#x30EB;&#x3092;&#x5E73;&#x5747;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x5404;CA&#x30D8;&#x30AD;&#x30B5;&#x30DE;&#x30FC;&#x304C;6 SP1&#x30D8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x675F;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5B89;&#x5B9A;&#x5316;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306B;&#x3064;&#x306A;&#x304C;&#x308B;&#x3002; SP1&#x30B9;&#x30DA;&#x30FC;&#x30B5;&#x30FC;&#x306F;&#x30AE;&#x30E3;&#x30B0;&#x683C;&#x5B50;&#x306E;&#x7D44;&#x307F;&#x7ACB;&#x3066;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4E0D;&#x53EF;&#x6B20;&#x3067;&#x3042;&#x308A;&#x3001;&#x3069;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x6210;&#x719F;&#x3092;&#x5236;&#x5FA1;&#x3059;&#x308B;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x30B9;&#x30A4;&#x30C3;&#x30C1;&#x3068;&#x3057;&#x3066;SP1&#x304A;&#x3088;&#x3073;CA&#x306E;&#x884C;&#x70BA;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x5207;&#x65AD;&#x7406;&#x7531;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306F;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;

&#x672A;&#x719F;&#x306A;HIV-1&#x30D3;&#x30EA;&#x30AA;&#x30F3;&#x306E;&#x96FB;&#x5B50;Cryotomography&#x306F;&#x3001;CA&#x3068;SP1&#x30AE;&#x30E3;&#x30B0;&#x30B7;&#x30A7;&#x30EB;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;

Retroviruses&#xC758; &#xC8FC;&#xC694; &#xAD6C;&#xC870; &#xC694;&#xC18C; &#xB2E8;&#xC77C; polyprotein&#xB294; &#xC778;&#xAC04; &#xBA74;&#xC5ED; &#xACB0;&#xD54D; &#xBC14;&#xC774;&#xB7EC;&#xC2A4; 1 (hiv-1) &#xD615; MA, CA, &#xC2A4;&#xD398;&#xC774;&#xC11C; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; 1 (SP1) &#xAD6C;&#xC131;, &#xAC1C; &#xADF8;&#xC5D0; &#xD3EC;&#xD568; &#xB41C; &#xB178;&#xC2A4;&#xCE90;&#xB864;&#xB77C;&#xC774;&#xB098;, SP2, &#xBC0F; p6 polypeptides. &#xBBF8;&#xC219;&#xD55C; HIV 1 virion &#xAC1C; &#xADF8; &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778; &#xBA64;&#xBE0C;&#xB808;&#xC778;&#xACFC; &#xC911;&#xC2EC;&#xC5D0; &#xAC00;&#xC7A5; &#xAC00;&#xAE4C;&#xC6B4; C &#xD130;&#xBBF8;&#xB110; NC-SP2-p6 &#xC9C0;&#xC5ED;&#xC5D0; N &#xB9E8;&#xB05D; MA &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778;&#xACFC; &#xAD11;&#xC120;&#xC73C;&#xB85C; &#xC815;&#xB82C; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC804;&#xC790; cryotomography&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC11C; &#xAC1C;&#xBCC4; &#xBBF8;&#xC219;&#xD55C; HIV-1 virions&#xC758; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xAD6C;&#xC870; &#xBCF4;&#xACE0; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xAC1C; &#xADF8; polyprotein&#xC758; &#xB3D9;&#xC2EC; &#xC870;&#xAC1C;&#xAC00; &#xBA85;&#xD655; &#xD558; &#xAC8C; &#xD45C;&#xC2DC; &#xD558; &#xACE0; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xAC1C; &#xADF8; &#xACC4;&#xCE35;&#xC758; &#xBC29;&#xC0AC;&#xD615; &#xACC4;&#xD68D; &#xACF5;&#xAC1C; CA &#xBC0F; s p 1 &#xAECD;&#xC9C8; &#xB0B4; 6 &#xAC01;&#xD615; &#xC21C;&#xC11C; &#xD328;&#xCE58;. &#xD3C9;&#xADE0; &#xC798;&#xB41C; &#xB2E8;&#xC704; &#xC140; &#xB9AC;&#xB4DC;&#xB294; &#xAC01; CA&#xC758; hexamer 6 SP1 &#xD3EC;&#xD568; &#xBC88;&#xB4E4;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC548;&#xC815;&#xD654; &#xB41C; &#xBAA8;&#xB378;. &#xC774; &#xBAA8;&#xB378; &#xC65C; SP1 &#xC2A4;&#xD398;&#xC774;&#xC11C; &#xAC1C; &#xADF8; &#xACA9;&#xC790;&#xC758; &#xC5B4;&#xC148;&#xBE14;&#xB9AC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD544;&#xC218;&#xC801;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xC5B4;&#xB5BB;&#xAC8C; s p 1&#xC640; CA &#xAC04;&#xC758; &#xBD84;&#xC5F4; &#xC5ED;&#xD560; &#xAD6C;&#xC870; &#xC2A4;&#xC704;&#xCE58; &#xC81C;&#xC5B4; &#xC644;&#xC131;&#xC744; &#xC81C;&#xC548; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xBBF8;&#xC219;&#xD55C; HIV-1 virions&#xC758; &#xC804;&#xC790; cryotomography CA &#xBC0F; s p 1 &#xAC1C; &#xADF8; &#xAECD;&#xC9C8;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;&#xB97C; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC900;&#xB2E4;.

Los principales elementos estructurales de los retrovirus est&#xE1;n contenidos en una &#xFA;nica poliprote&#xED;na Gag, que en el tipo de virus de inmunodeficiencia humana 1 (VIH-1) comprende la EM, CA, el espaciador de p&#xE9;ptido 1 (SP1), Carolina del Norte, SP2 y polip&#xE9;ptidos p6. En el inmaduro viri&#xF3;n de VIH-1, los dominios de la mordaza est&#xE1;n dispuestas radialmente con el dominio N-terminal de MA en la membrana y C-terminal de NC-SP2-P6 regi&#xF3;n m&#xE1;s cercana al centro. Aqu&#xED;, se presenta las estructuras tridimensionales de individuales inmaduras de VIH-1 viriones, como se obtienen por cryotomography de electrones. Las capas conc&#xE9;ntricas de la poliprote&#xED;na Gag son claramente visibles, y las proyecciones radiales de las capas de la mordaza revelan diferentes parches de orden hexagonal, dentro de la CA y las c&#xE1;scaras de SP1. Promediando bien ordenadas celdas unitarias conduce a un modelo en el que cada hex&#xE1;mero CA est&#xE1; estabilizada por un paquete de seis h&#xE9;lices SP1. Este modelo sugiere por qu&#xE9; el espaciador SP1 es esencial para el ensamblaje de la celos&#xED;a Gag y c&#xF3;mo la escisi&#xF3;n entre el SP1 y CA act&#xFA;a como un interruptor de maduraci&#xF3;n estructural controlar.

Cryotomography electr&#xF3;nica de inmaduros viriones de VIH-1 revela la estructura de la AC y dep&#xF3;sitos SP1 Gag

Carboxysomes &#x662F;&#x7C7B;&#x4F3C;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5668;&#x7684;&#x591A;&#x9762;&#x4F53;&#x673A;&#x6784;&#x53D1;&#x73B0;&#x84DD;&#x85FB;&#x548C;&#x8BB8;&#x591A;&#x81EA;&#x517B;&#x7EC6;&#x83CC;&#x636E;&#x8BA4;&#x4E3A;&#xFF0C;&#x4FC3;&#x8FDB;&#x78B3;&#x56FA;&#x5B9A;&#x3002;Carboxysomes &#x662F;&#x7531;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x5916;&#x58F3;&#x5305;&#x56F4;&#xFF0C;&#x88C5;&#x6EE1;&#x4E86;&#x6838;&#x916E;&#x7CD6;&#x5355; 1&#xFF0C;5-&#x4E8C;&#x78F7;&#x9178;&#x7FA7;&#x5316;&#x9176;/&#x6C27;&#x5316;&#x9176; (&#x5149;&#x5408;&#x4F5C;&#x7528;) CO(2) &#x56FA;&#x5B9A;&#x9014;&#x5F84;&#x4E2D;&#x7684;&#x7B2C;&#x4E00;&#x4E2A;&#x9176;&#xFF0C;&#x4F46;&#x7A76;&#x7ADF;&#x5982;&#x4F55;&#x52A0;&#x5F3A;&#x56FA;&#x78B3;&#x4E0D;&#x6E05;&#x695A;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A;&#x4ECE;&#x7EC6;&#x957F;&#x7684;&#x7269;&#x79CD;&#x5E94;&#x53D8; WH8102 &#x7EAF;&#x51C0; carboxysomes &#x7684;&#x4E09;&#x7EF4;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x6240;&#x663E;&#x793A;&#x7684;&#x7535;&#x5B50; cryotomography&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x53D1;&#x73B0;&#xFF0C;&#x5728;&#x4E2A;&#x522B; carboxysomes &#x7684;&#x5927;&#x5C0F;&#x5404;&#x4E0D;&#x76F8;&#x540C;&#xFF0C;&#x4ECE; 114 &#x6B64;&#x751F;&#x7269;&#x5BF9; 137 nm nm&#xFF0C;&#x5947;&#x602A;&#x7684;&#x662F;&#xFF0C;&#x6240;&#x6709;&#x90FD;&#x662F;&#x5927;&#x7EA6;&#x4E8C;&#x5341;&#x9762;&#x4F53;&#x3002;&#x5E73;&#x5747;&#x6709;&#x7EA6; 250 RuBisCOs &#x6BCF; carboxysome&#xFF0C;&#x5206;&#x6210;&#x4E09;&#x5230;&#x56DB;&#x4E2A;&#x540C;&#x5FC3;&#x5C42;&#x3002;&#x67D0;&#x4E9B;&#x578B;&#x53F7;&#x7684; carboxysome &#x51FD;&#x6570;&#x53D6;&#x51B3;&#x4E8E;&#x7279;&#x5B9A;&#x8054;&#x7CFB;&#x4EBA;&#x4E4B;&#x95F4;&#x4E2A;&#x522B; RuBisCOs &#x548C;&#x5916;&#x58F3;&#xFF0C;&#x4F46;&#x6CA1;&#x6709;&#x53D1;&#x73B0;&#x4EFB;&#x4F55;&#x8BC1;&#x636E;&#x7684;&#x8FD9;&#x79CD;&#x63A5;&#x89E6;&#xFF1A; &#x8FDE;&#x63A5;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x6216;&#x5149;&#x5408;&#x4F5C;&#x7528;&#x7ACB;&#x573A;&#x53CD;&#x5BF9;&#x5916;&#x58F3;&#x6CA1;&#x6709;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x6A21;&#x5F0F;&#x7684;&#x63A8;&#x5B9A;&#xFF0C;&#x53EF;&#x4EE5;&#x770B;&#x5230;&#x516D;&#x89D2;&#x683C;&#x5B50;&#xFF0C;&#x548C;&#x6A21;&#x62DF;&#x663E;&#x793A;&#x5305;&#x88C5;&#x529B;&#x91CF;&#x672C;&#x8EAB;&#x53EF;&#x80FD;&#x4F1A;&#x5360;&#x5230;&#x5206;&#x5C42;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x7684; RuBisCOs&#x3002;

&#x5B64;&#x7ACB;&#x7EC6;&#x957F;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x5E94;&#x53D8; WH8102 carboxysomes &#x6240;&#x663E;&#x793A;&#x7684;&#x7535;&#x5B50; cryotomography&#x3002;

Carboxysomes are organelle-like polyhedral bodies found in cyanobacteria and many chemoautotrophic bacteria that are thought to facilitate carbon fixation. Carboxysomes are bounded by a proteinaceous outer shell and filled with ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO), the first enzyme in the CO(2) fixation pathway, but exactly how they enhance carbon fixation is unclear. Here we report the three-dimensional structure of purified carboxysomes from Synechococcus species strain WH8102 as revealed by electron cryotomography. We found that while the sizes of individual carboxysomes in this organism varied from 114 nm to 137 nm, surprisingly, all were approximately icosahedral. There were on average approximately 250 RuBisCOs per carboxysome, organized into three to four concentric layers. Some models of carboxysome function depend on specific contacts between individual RuBisCOs and the shell, but no evidence of such contacts was found: no systematic patterns of connecting densities or RuBisCO positions against the shell's presumed hexagonal lattice could be discerned, and simulations showed that packing forces alone could account for the layered organization of RuBisCOs.

The structure of isolated Synechococcus strain WH8102 carboxysomes as revealed by electron cryotomography.

Carboxysomes sont des organites ressemblant &#xE0; des organismes poly&#xE9;driques trouv&#xE9;s dans des bact&#xE9;ries chimiotrophes cyanobact&#xE9;ries et beaucoup qui sont pens&#xE9;s pour faciliter la fixation du carbone. Carboxysomes sont d&#xE9;limit&#xE9;es par une coque prot&#xE9;ique externe et rempli de ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase / oxyg&#xE9;nase (Rubisco), la premi&#xE8;re enzyme de la voie CO fixation (2), mais la fixation du carbone exactement comment ils am&#xE9;liorent n&#x26;#39;est pas claire. Nous rapportons ici la structure tridimensionnelle des purifi&#xE9; carboxysomes de Synechococcus esp&#xE8;ces souche WH8102 tel que r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; par cryotomography &#xE9;lectrons. Nous avons constat&#xE9; que les tailles de carboxysomes individuels dans cet organisme a vari&#xE9; de 114 nm &#xE0; 137 nm, de fa&#xE7;on surprenante, tous &#xE9;taient d&#x26;#39;environ icosa&#xE9;drique. Il y avait en moyenne environ 250 par RuBisCOs carboxysome, organis&#xE9;s en trois &#xE0; quatre couches concentriques. Certains mod&#xE8;les de la fonction carboxysome d&#xE9;pendent des contacts sp&#xE9;cifiques entre RuBisCOs individuels et la coque, mais aucune preuve de ces contacts a &#xE9;t&#xE9; trouv&#xE9;: aucune tendance syst&#xE9;matique de connexion densit&#xE9;s ou des positions Rubisco contre pr&#xE9;sum&#xE9;e de la coquille r&#xE9;seau hexagonal pourrait &#xEA;tre discern&#xE9;, et les simulations ont montr&#xE9; que les forces d&#x26;#39;emballage seule pouvait rendre compte de l&#x26;#39;organisation en couches des RuBisCOs.

La structure des isol&#xE9;s Synechococcus WH8102 contrainte carboxysomes Comme l&#x26;#39;a r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; Electron Cryotomography

Carboxysomes sind Organell-wie polyedrischen K&ouml;rper gefunden in Cyanobakterien und viele gramnegativer Bakterien, die gedacht werden, um die Pflanze zu erleichtern. Carboxysomes sind begrenzt durch eine proteinogene Au&szlig;enh&uuml;lle und gef&uuml;llt mit Ribulose 1, 5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase (RuBisCO), das erste Enzym der CO(2) Fixierung, aber genau, wie sie CO2-Fixierung erh&ouml;hen, ist unklar. Hier berichten wir die dreidimensionale Struktur des gereinigten Carboxysomes von Synechococcus Arten Stamm WH8102, wie durch Elektronen Cryotomography aufgedeckt. Wir fanden, dass w&auml;hrend die Gr&ouml;&szlig;en der einzelnen Carboxysomes in diesem Organismus schwankte zwischen 114 nm bis 137 nm, &uuml;berrascht waren alle ungef&auml;hr ikosaedrischen. Im Durchschnitt gab es etwa 250 RuBisCOs pro Carboxysome, in drei bis vier konzentrischen Schichten organisiert. Einige Modelle der Carboxysome-Funktion h&auml;ngt von der spezifischen Kontakte zwischen einzelnen RuBisCOs und der Schale, aber keine Beweise f&uuml;r solche Kontakte wurde gefunden: keine systematische Muster verbinden, dichten oder RuBisCO Positionen gegen die Shell des vermutet, hexagonalen Gitter konnte erkennbar und Simulationen haben gezeigt, dass die Verpackung allein zwingt konnte die geschichteten Organisation der RuBisCOs entfallen.

Die Struktur der isolierten Synechococcus Stamm WH8102 Carboxysomes, wie durch Elektronen Cryotomography aufgedeckt.

Carboxysomes sono organello-come poliedrico corpi trovati in molti batteri chemioautotrofi che sono pensati per facilitare la fissazione del carbonio e cianobatteri. Carboxysomes sono delimitate da un guscio esterno proteinico e riempito con ribulosio 1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi (RuBisCO), il primo enzima nella via della fissazione mentre, ma non &egrave; chiaro esattamente come essi migliorare la fissazione del carbonio. Qui riportiamo la struttura tridimensionale di carboxysomes purificato da Acinetobacter specie ceppo WH8102 come rivelato dall&#39;elettrone cryotomography. Abbiamo scoperto che mentre le dimensioni delle singole carboxysomes in questo organismo variato da 114 nm a 137 nm, sorprendentemente, tutti erano circa icosaedrici. C&#39;erano in media circa 250 RuBisCOs per Carbossisoma, organizzati in tre o quattro strati concentrici. Alcuni modelli della funzione Carbossisoma dipendono da specifici contatti tra singoli RuBisCOs e la shell, ma &egrave; stata trovata alcuna prova di tali contatti: no sistematici schemi di collegamento di densit&agrave; o RuBisCO posizioni contro la shell di presunta reticolo esagonale potrebbe essere individuato e simulazioni hanno mostrati che imballaggio le forze da sola potrebbero rappresentare per l&#39;organizzazione a strati di RuBisCOs.

La struttura dell&#39;isolato Prochlorococcus marinus strain WH8102 carboxysomes come rivelato dall&#39;elettrone cryotomography.

Carboxysomes&#x306F;&#x3001;&#x70AD;&#x7D20;&#x56FA;&#x5B9A;&#x3092;&#x4FC3;&#x9032;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x8003;&#x3048;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x30B7;&#x30A2;&#x30CE;&#x30D0;&#x30AF;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x3001;&#x591A;&#x304F;&#x306E;&#x5316;&#x5B66;&#x5408;&#x6210;&#x72EC;&#x7ACB;&#x6804;&#x990A;&#x7D30;&#x83CC;&#x306B;&#x898B;&#x3089;&#x308C;&#x308B;&#x30AA;&#x30EB;&#x30AC;&#x30CD;&#x30E9;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x591A;&#x9762;&#x4F53;&#x306E;&#x6A5F;&#x95A2;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002; Carboxysomes&#x306F;&#x3001;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x6027;&#x306E;&#x5916;&#x6BBB;&#x3067;&#x56F2;&#x307E;&#x308C;&#x305F;&#x3068;&#x30EA;&#x30D6;&#x30ED;&#x30FC;&#x30B9;1,5  - &#x30D3;&#x30B9;&#x30EA;&#x30F3;&#x9178;&#x30AB;&#x30EB;&#x30DC;&#x30AD;&#x30B7;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;/&#x30AA;&#x30AD;&#x30B7;&#x30B2;&#x30CA;&#x30FC;&#x30BC;&#xFF08;&#x30EB;&#x30D3;&#x30B9;&#x30B3;&#xFF09;&#x3001;CO&#x306E;&#x6700;&#x521D;&#x306E;&#x9175;&#x7D20;&#xFF08;2&#xFF09;&#x56FA;&#x5B9A;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x3067;&#x6E80;&#x305F;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x304C;&#x3001;&#x5F7C;&#x3089;&#x306F;&#x3001;&#x70AD;&#x7D20;&#x56FA;&#x5B9A;&#x306F;&#x4E0D;&#x660E;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x5F37;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3092;&#x6B63;&#x78BA;&#x306B;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x96FB;&#x5B50;cryotomography&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30E9;&#x30F3;&#x85FB;&#x7A2E;&#x306E;&#x682A;WH8102&#x304B;&#x3089;carboxysomes&#x306E;&#x7CBE;&#x88FD;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x751F;&#x4F53;&#x5185;&#x306E;&#x500B;&#x3005;&#x306E;carboxysomes&#x306E;&#x30B5;&#x200B;&#x200B;&#x30A4;&#x30BA;&#x304C;114 nm&#x304B;&#x3089;137 nm&#x304B;&#x3089;&#x5909;&#x5316;&#x3055;&#x305B;&#x306A;&#x304C;&#x3089;&#x3001;&#x9A5A;&#x304F;&#x3079;&#x304D;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3001;&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x306F;&#x7D04;&#x4E8C;&#x5341;&#x9762;&#x4F53;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x308F;&#x304B;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x4E09;&#x304B;&#x3089;&#x56DB;&#x306E;&#x540C;&#x5FC3;&#x5186;&#x72B6;&#x306E;&#x5C64;&#x306B;&#x5206;&#x304B;&#x308C;&#x3066;carboxysome&#x5F53;&#x305F;&#x308A;&#x7D04;250 RuBisCOs&#x306F;&#x3001;&#x5E73;&#x5747;&#x3067;&#x3042;&#x3063;&#x305F;&#x3002; carboxysome&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x4E00;&#x90E8;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306F;&#x3001;&#x500B;&#x3005;&#x306E;RuBisCOs&#x3068;&#x30B7;&#x30A7;&#x30EB;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x9023;&#x7D61;&#x5148;&#x306B;&#x4F9D;&#x5B58;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x304C;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x63A5;&#x89E6;&#x306E;&#x8A3C;&#x62E0;&#x306F;&#x898B;&#x3064;&#x304B;&#x308A;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3067;&#x3057;&#x305F;&#xFF1A;&#x30B7;&#x30A7;&#x30EB;&#x306E;&#x63A8;&#x5B9A;&#x516D;&#x65B9;&#x683C;&#x5B50;&#x306B;&#x5BFE;&#x3057;&#x3066;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x30EB;&#x30D3;&#x30B9;&#x30B3;&#x306E;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3092;&#x63A5;&#x7D9A;&#x3059;&#x308B;&#x306E;&#x7CFB;&#x7D71;&#x7684;&#x306A;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x304C;&#x660E;&#x5BDF;&#x3067;&#x304D;&#x306A;&#x304B;&#x3063;&#x305F;&#x3057;&#x3001;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3057;&#x305F;&#x3068;&#x3053;&#x308D;&#x3001;&#x30D1;&#x30C3;&#x30AD;&#x30F3;&#x306E;&#x529B;&#x5358;&#x72EC;&#x3067;RuBisCOs&#x306E;&#x5C64;&#x72B6;&#x7D44;&#x7E54;&#x3092;&#x5360;&#x3081;&#x308B;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x304C;&#x3042;&#x308B;&#x3002;

&#x96FB;&#x5B50;Cryotomography&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x9694;&#x96E2;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30E9;&#x30F3;&#x85FB;&#x682A;WH8102 Carboxysomes&#x306E;&#x69CB;&#x9020;

Carboxysomes &#xD2B8;&#xB294; &#xAC19;&#xC740; polyhedral &#xC2DC;&#xCCB4; &#xB0A8;&#xC870;&#xB958;&#xC640; &#xD0C4;&#xC18C; &#xACE0;&#xC815;&#xC744; &#xC6A9;&#xC774; &#xD558; &#xAC8C; &#xD558;&#xB294; &#xAC83;&#xC73C;&#xB85C; &#xC0DD;&#xAC01; &#xB418;&#xB294; &#xB9CE;&#xC740; chemoautotrophic &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC544;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xACAC; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. Carboxysomes proteinaceous &#xC678;&#xD53C;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC81C;&#xD55C; &#xB418;&#xBA70; ribulose 1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) CO(2) &#xACE0;&#xC815; &#xACBD;&#xB85C;&#xC758; &#xCCAB; &#xBC88;&#xC9F8; &#xD6A8;&#xC18C; &#xAC00;&#xB4DD; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC815;&#xD655;&#xD788; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC740; &#xC5B4;&#xB5BB;&#xAC8C; &#xD0C4;&#xC18C; &#xACE0;&#xC815;&#xC744; &#xAC15;&#xD654; &#xD558;&#xB294; &#xAC83;&#xC740; &#xBD84;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC804;&#xC790; cryotomography &#xBC1D;&#xD600; &#xC21C;&#xD654; carboxysomes Synechococcus &#xC885; &#xBCC0;&#xD615; wh8102&#xC5D0;&#xC11C;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xAD6C;&#xC870;&#xB97C; &#xBCF4;&#xACE0; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC; &#xAC1C;&#xBCC4; carboxysomes&#xC758; &#xD06C;&#xAE30;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; 114&#xC5D0;&#xC11C; &#xB2E4;&#xC591;&#xC774; &#xC720;&#xAE30; &#xCCB4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xACAC; 137 nm nm, &#xB180;&#xB78D;&#xAC8C;&#xB3C4;, &#xBAA8;&#xB450; &#xC57D; icosahedral &#xD588;&#xB2E4;. Carboxysome, 3 ~ 4 &#xB3D9;&#xC2EC; &#xB808;&#xC774;&#xC5B4;&#xB85C; &#xAD6C;&#xC131; &#xB2F9; &#xC57D; 250 RuBisCOs &#xD3C9;&#xADE0; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC77C;&#xBD80; &#xBAA8;&#xB378; carboxysome &#xD568;&#xC218;&#xC758; &#xAC1C;&#xBCC4; Rubiscos&#xC640; &#xC258;, &#xD2B9;&#xC815; &#xC5F0;&#xB77D;&#xCC98;&#xC5D0; &#xC758;&#xC874; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC5F0;&#xB77D;&#xCC98;&#xC758; &#xC99D;&#xAC70;&#xB294; &#xBC1C;&#xACAC;: &#xBC00;&#xB3C4; &#xB610;&#xB294; &#xC178; &#xC0C1;&#xB300;&#xB85C; RuBisCO &#xC704;&#xCE58;&#xC5D0; &#xC5F0;&#xACB0;&#xC758; &#xC544;&#xBB34; &#xCCB4;&#xACC4;&#xC801;&#xC778; &#xD328;&#xD134;&#xC758; 6 &#xAC01;&#xD615; &#xACA9;&#xC790;&#xB97C; &#xBD84;&#xBCC4; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xD3EC;&#xC7A5; &#xD63C;&#xC790; &#xD798; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC900; Rubiscos&#xC758; &#xACC4;&#xCE35;&#xD654; &#xB41C; &#xC870;&#xC9C1;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xACC4;&#xC815; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xCD94;&#xC815; &#xB41C;&#xB2E4;.

&#xACA9;&#xB9AC; &#xB41C; Synechococcus &#xAD6C;&#xC870; &#xBC1D;&#xD600; &#xC804;&#xC790; cryotomography WH8102 carboxysomes &#xBCC0;&#xD615;.

Carboxysomes son org&#xE1;nulos como cuerpos poli&#xE9;dricos que se encuentran en las bacterias quimioautotr&#xF3;ficas cianobacterias y muchos que se piensan para facilitar la fijaci&#xF3;n de carbono. Carboxysomes est&#xE1;n delimitadas por una carcasa exterior prote&#xED;nico y lleno de ribulosa 1,5-bisfosfato carboxilasa / oxigenasa (Rubisco), la primera enzima en el CO (2) v&#xED;a la fijaci&#xF3;n, pero exactamente c&#xF3;mo mejorar la fijaci&#xF3;n de carbono no est&#xE1; claro. Aqu&#xED; mostramos la estructura tridimensional de carboxysomes purificada a partir de la cepa de Synechococcus WH8102 las especies seg&#xFA;n lo revelado por cryotomography de electrones. Hemos encontrado que mientras que los tama&#xF1;os de carboxysomes individuales en este organismo vari&#xF3; de 114 nm a 137 nm, sorprendentemente, todos eran aproximadamente icosa&#xE9;drica. Hab&#xED;a en promedio alrededor de 250 RuBisCOs por carboxysome, organizados en tres o cuatro capas conc&#xE9;ntricas. Algunos modelos de la funci&#xF3;n carboxysome depender&#xE1; de contactos espec&#xED;ficos entre RuBisCOs individuales y la camisa, pero no hay pruebas de tales contactos se encontr&#xF3;: no hay patrones sistem&#xE1;ticos de conexi&#xF3;n de densidades o posiciones Rubisco contra la red presunta hexagonal de la c&#xE1;scara puede discernirse, y mostr&#xF3; las simulaciones que las fuerzas de embalaje S&#xF3;lo podr&#xED;a ser responsable de la organizaci&#xF3;n en capas de RuBisCOs.

La estructura de deformaci&#xF3;n aislados Synechococcus WH8102 Carboxysomes Seg&#xFA;n lo revelado por Electron Cryotomography

&#x62DF;&#x5B9A;&#x5E76;&#x7528;&#x4E8E;&#x6807;&#x8BC6;&#x5728; cryotomograms &#x7684;&#x5B8C;&#x6574; Caulobacter crescentus &#x7EC6;&#x80DE;&#x5316;&#x5B66;&#x611F;&#x53D7;&#x5668;&#x9635;&#x5217;&#x8BB0;&#x5F55;&#x8367;&#x5149;&#x548C;&#x4F4E;&#x6E29; EM &#x56FE;&#x50CF;&#x5C0F;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x65B0;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x663E;&#x793A;&#x4FDD;&#x5B58;&#x5728;&#x672C;&#x673A;&#x9644;&#x8FD1;&#x56FD;&#x5BB6;&#x7684;&#x91CE;&#x751F;&#x578B;&#x7EC6;&#x80DE;&#xFF0C;&#x5728;&#x5316;&#x5B66;&#x611F;&#x53D7;&#x5668;&#x5174;&#x594B;&#x4F20;&#x9012; hexagonally &#x6324;&#x6EE1; 12 &#x683C;&#x95F4;&#x8DDD; nm&#xFF0C;&#x53EA;&#x662F;&#x5728;&#x51E0;&#x5341;&#x7EB3;&#x7C73;&#x4ECE;&#x4ED6;&#x4EEC;&#x63A7;&#x5236;&#x7684;&#x97AD;&#x6BDB;&#x7535;&#x673A;&#x3002;&#x6570;&#x7EC4;&#x603B;&#x662F;&#x53D1;&#x73B0;&#x51F8;&#x4FA7;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#xFF0C;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x8868;&#x660E; Caulobacter &#x7EC6;&#x80DE;&#x4FDD;&#x6301;&#x80CC;/&#x8179;&#x4FA7;&#x4EE5;&#x53CA;&#x524D;/&#x540E;&#x4E0D;&#x5BF9;&#x79F0;&#x3002;&#x4E09;&#x805A;&#x4F53;&#x7684;&#x53D7;&#x4F53;&#x4E8C;&#x805A;&#x4F53;&#x7684;&#x5DF2;&#x77E5;&#x7684;&#x6676;&#x4F53;&#x7ED3;&#x6784;&#x7F6E;&#x4E8E;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x9876;&#x70B9;&#x7684;&#x6676;&#x683C;&#x5360;&#x597D;&#x7684;&#x5BC6;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x5E76;&#x540C;&#x610F;&#x4E0E;&#x5176;&#x4ED6;&#x7EA6;&#x675F;&#x3002;&#x57FA;&#x4E8E;&#x6B64;&#x6A21;&#x578B;&#x7684;&#x53D7;&#x4F53;&#x7684;&#x5B89;&#x6392;&#xFF0C;&#x6709;&#x4E00;&#x3001; &#x4E24;&#x5343;&#x7684;&#x53D7;&#x4F53;&#xFF0C;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x9635;&#x5217;&#x4E4B;&#x95F4;&#x3002;

&#x4F4D;&#x7F6E;&#x548C; Caulobacter crescentus &#x5316;&#x5B66;&#x611F;&#x53D7;&#x5668;&#x9635;&#x5217;&#x7684;&#x4F53;&#x7CFB;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;

A new method for recording both fluorescence and cryo-EM images of small bacterial cells was developed and used to identify chemoreceptor arrays in cryotomograms of intact Caulobacter crescentus cells. We show that in wild-type cells preserved in a near-native state, the chemoreceptors are hexagonally packed with a lattice spacing of 12 nm, just a few tens of nanometers away from the flagellar motor that they control. The arrays were always found on the convex side of the cell, further demonstrating that Caulobacter cells maintain dorsal/ventral as well as anterior/posterior asymmetry. Placing the known crystal structure of a trimer of receptor dimers at each vertex of the lattice accounts well for the density and agrees with other constraints. Based on this model for the arrangement of receptors, there are between one and two thousand receptors per array.

Location and architecture of the Caulobacter crescentus chemoreceptor array.

Une nouvelle m&#xE9;thode pour enregistrer les deux images de fluorescence et de cryo-EM de petites cellules bact&#xE9;riennes a &#xE9;t&#xE9; d&#xE9;velopp&#xE9; et utilis&#xE9; pour identifier les tableaux ch&#xE9;mor&#xE9;cepteurs dans cryotomograms de cellules intactes crescentus Caulobacter. Nous montrons que dans les cellules de type sauvage conserv&#xE9;s dans un &#xE9;tat quasi-native, les ch&#xE9;mor&#xE9;cepteurs sont hexagonale emball&#xE9; avec un espacement de r&#xE9;seau de 12 nm, &#xE0; seulement quelques dizaines de nanom&#xE8;tres loin du moteur flagellaire qu&#x26;#39;ils contr&#xF4;lent. Les tableaux ont &#xE9;t&#xE9; toujours trouv&#xE9; sur le c&#xF4;t&#xE9; convexe de la cellule, ce qui d&#xE9;montre que les cellules Caulobacter maintenir dorsale / ventrale ainsi que ant&#xE9;rieure / post&#xE9;rieure asym&#xE9;trie. Mise en place de la structure cristalline connue d&#x26;#39;un trim&#xE8;re de dim&#xE8;res de r&#xE9;cepteurs &#xE0; chaque sommet du r&#xE9;seau rend bien compte de la densit&#xE9; et est d&#x26;#39;accord avec d&#x26;#39;autres contraintes. Bas&#xE9; sur ce mod&#xE8;le pour l&#x26;#39;arrangement de r&#xE9;cepteurs, il ya entre un et deux mille r&#xE9;cepteurs par tableau.

Lieu et de l&#x26;#39;architecture de la baie Caulobacter crescentus Chimior&#xE9;cepteur

Eine neue Methode zur Erfassung von Fluoreszenz und Cryo-EM-Bilder der kleinen bakteriellen Zellen entwickelt und Chemorezeptor-Arrays in Cryotomograms intakt Caulobacter Crescentus Zellen identifiziert. Wir zeigen, dass in Wildtyp Zellen in einem fast Native Zustand beibehalten, die Chemoreceptors hexagonal mit Gitter Abstand von 12 verpackt sind nm, nur ein paar Dutzend Nanometer abseits der Flimmerband Motor, die sie kontrollieren. Die Arrays wurden immer gefunden, auf der konvexen Seite der Zelle, zeigt, dass Caulobacter Zellen dorsal/Ventral sowie anterior/Posterior Asymmetrie aufrechterhalten. Platzieren die bekannten Kristallstruktur von einem Trimer des Rezeptor-Dimer an jeden Eckpunkt des Gitters entfallen auch die Dichte und stimmt mit anderen Einschr&auml;nkungen. Auf der Grundlage dieses Modells f&uuml;r die Anordnung der Rezeptoren, gibt es zwischen einem und zwei tausend Rezeptoren pro Array.

Lage und Architektur des Caulobacter Crescentus Chemorezeptor-Arrays.

Un nuovo metodo per registrazione immagini cryo-EM di piccole cellule batteriche e di fluorescenza &egrave; stato sviluppato e utilizzato per identificare matrici chemoreceptor in cryotomograms di Caulobacter ha celle intatte. Mostriamo che in cellule wild-type conservate in uno stato quasi nativa, i chemocettori esagonale sono confezionati con una spaziatura di reticolo di 12 nm, solo poche decine di nanometri dal motore flagellari che essi controllano. Le matrici sono state trovate sempre sul lato convesso della cella, ulteriore dimostrazione che le cellule Caulobacter mantengano dorsale/ventrale cos&igrave; come asimmetria anteriore/posteriore. Posizionando la struttura di cristallo conosciuto di un trimero di dimeri di recettore per ogni vertice del reticolo rappresenta bene la densit&agrave; e concorda con altri vincoli. Basato su questo modello per la disposizione dei recettori, ci sono tra uno e due mila recettori per array.

Posizione e architettura della matrice chemoreceptor Caulobacter ha.

&#x5C0F;&#x3055;&#x306A;&#x7D30;&#x83CC;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x86CD;&#x5149;&#x3068;&#x30AF;&#x30E9;&#x30A4;&#x30AA;EM&#x753B;&#x50CF;&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x3092;&#x8A18;&#x9332;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3092;&#x958B;&#x767A;&#x3057;&#x3001;&#x7121;&#x50B7;&#x306E;&#x30AB;&#x30A6;&#x30ED;&#x30D0;&#x30AF;&#x30BF;&#x30FC;crescentus&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;cryotomograms&#x306B;&#x5316;&#x5B66;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x914D;&#x5217;&#x3092;&#x8B58;&#x5225;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x30CD;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306B;&#x8FD1;&#x3044;&#x72B6;&#x614B;&#x3067;&#x4FDD;&#x5B58;&#x3001;&#x91CE;&#x751F;&#x578B;&#x7D30;&#x80DE;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x5316;&#x5B66;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306F;&#x516D;&#x89D2;&#x5F62;&#x30CA;&#x30CE;&#x30E1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30EB;&#x306E;&#x307B;&#x3093;&#x306E;&#x6570;&#x5341;&#x96E2;&#x308C;&#x3066;&#x305D;&#x308C;&#x3089;&#x304C;&#x5236;&#x5FA1;&#x3059;&#x308B;&#x3079;&#x3093;&#x6BDB;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x304B;&#x3089;&#x3001;12 nm&#x306E;&#x683C;&#x5B50;&#x9593;&#x9694;&#x304C;&#x8A70;&#x307E;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x914D;&#x5217;&#x306F;&#x5E38;&#x306B;&#x3055;&#x3089;&#x306A;&#x308B;&#x30AB;&#x30A6;&#x30ED;&#x30D0;&#x30AF;&#x30BF;&#x30FC;&#x7D30;&#x80DE;&#x306F;&#x8179;&#x5074;/&#x80CC;&#x5074;&#x3068;&#x540C;&#x69D8;&#x306B;&#x5F8C;&#x65B9;/&#x524D;&#x65B9;&#x306B;&#x7DAD;&#x6301;&#x3059;&#x200B;&#x200B;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x5B9F;&#x8A3C;&#x3057;&#x3001;&#x30BB;&#x30EB;&#x306E;&#x51F8;&#x5074;&#x3067;&#x767A;&#x898B;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x975E;&#x5BFE;&#x79F0;&#x3002;&#x683C;&#x5B50;&#x306E;&#x5404;&#x9802;&#x70B9;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x4E8C;&#x91CF;&#x4F53;&#x306E;&#x4E09;&#x91CF;&#x4F53;&#x306E;&#x65E2;&#x77E5;&#x306E;&#x7D50;&#x6676;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x914D;&#x7F6E;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x3082;&#x5360;&#x3081;&#x3001;&#x4ED6;&#x306E;&#x5236;&#x7D04;&#x3068;&#x4E00;&#x81F4;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306E;&#x914D;&#x7F6E;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x3044;&#x3066;&#x3001;&#x30A2;&#x30EC;&#x30A4;&#x3054;&#x3068;&#x306B;1&#x3064;&#x304A;&#x3088;&#x3073;2000&#x306E;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x3068;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30AB;&#x30A6;&#x30ED;&#x30D0;&#x30AF;&#x30BF;&#x30FC;Crescentus&#x5316;&#x5B66;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306E;&#x914D;&#x5217;&#x306E;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3068;&#x5EFA;&#x7BC9;

&#xD615;&#xAD11; &#xBC0F; &#xC791;&#xC740; &#xC138;&#xADE0; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294;-EM &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xB97C; &#xAE30;&#xB85D; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD55C; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xBC29;&#xBC95;&#xC740; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xD558; &#xACE0; chemoreceptor &#xBC30;&#xC5F4;&#xC744; &#xADF8;&#xB300;&#xB85C; Caulobacter crescentus &#xC140;&#xC758; cryotomograms &#xC2DD;&#xBCC4; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC57C;&#xC0DD;-&#xD0C0;&#xC785; &#xC140; &#xB124;&#xC774;&#xD2F0;&#xBE0C;&#xC5D0; &#xAC00;&#xAE4C;&#xC6B4; &#xC0C1;&#xD0DC;&#xB85C; &#xBCF4;&#xC874; &#xB41C; chemoreceptors hexagonally&#xC73C;&#xB85C; &#xD3EC;&#xC7A5; &#xB41C;&#xB2E4; 12&#xC758; &#xACA9;&#xC790; &#xAC04;&#xACA9; &#xD45C;&#xC2DC; &#xC81C;&#xC5B4; &#xD558;&#xB294; flagellar &#xBAA8;&#xD130;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB098;&#xB178;&#xBBF8;&#xD130;&#xC758; &#xB2E8;&#xC9C0; &#xBA87; &#xC218;&#xC2ED; nm. &#xBC30;&#xC5F4;&#xC740; &#xD56D;&#xC0C1; &#xCD94;&#xAC00; &#xC2DC;&#xC5F0; Caulobacter &#xC140; &#xC720;&#xC9C0; &#xB4F1;/&#xBCF5; &#xC55E;&#xBD80;&#xBD84;/&#xB4B7;&#xBD80;&#xBD84; &#xBE44;&#xB300;&#xCE6D; &#xBFD0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; &#xC140;&#xC758; &#xBCFC;&#xB85D; &#xD3B8;&#xC774; &#xBC1C;&#xACAC; &#xB410;&#xB2E4;. &#xACA9;&#xC790;&#xC758; &#xAC01; &#xC815;&#xC810;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4; &#xC774;&#xD569;&#xCCB4;&#xC758; &#xC0BC;&#xD569;&#xCCB4; &#xC54C;&#xB824;&#xC9C4;&#xB41C; &#xD06C;&#xB9AC;&#xC2A4;&#xD0C8; &#xAD6C;&#xC870; &#xBC30;&#xCE58; &#xBC00;&#xB3C4; &#xC798; &#xCC28;&#xC9C0; &#xD558; &#xACE0; &#xB2E4;&#xB978; &#xC81C;&#xC57D; &#xC870;&#xAC74;&#xACFC; &#xD568;&#xAED8; &#xB3D9;&#xC758;. &#xC5B4;&#xB808;&#xC774;&#xB2F9; 1 &#xAC74;&#xACFC; 2 &#xCC9C; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4; &#xC0AC;&#xC774; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4;&#xC758; &#xBC30;&#xCE58;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C;&#xC774; &#xBAA8;&#xB378;&#xC744; &#xBC14;&#xD0D5;&#xC73C;&#xB85C;.

&#xC704;&#xCE58; &#xBC0F; Caulobacter crescentus chemoreceptor &#xBC30;&#xC5F4; &#xC544;&#xD0A4;&#xD14D;&#xCC98;.

Un nuevo m&#xE9;todo para registrar tanto las de fluorescencia y crio-EM im&#xE1;genes de peque&#xF1;as c&#xE9;lulas bacterianas se ha desarrollado y utilizado para identificar las matrices quimiorreceptoras en cryotomograms de c&#xE9;lulas intactas Caulobacter crescentus. Nos muestran que en c&#xE9;lulas de tipo salvaje se conservan en un estado casi nativo, los quimiorreceptores se hexagonal lleno de un espaciado reticular de 12 nm, a s&#xF3;lo unas pocas decenas de nan&#xF3;metros de distancia del motor flagelar que ellos controlan. Las matrices se encuentran siempre en el lado convexo de la c&#xE9;lula, lo que demuestra que las c&#xE9;lulas Caulobacter mantener dorsal / ventral as&#xED; como anterior / posterior asimetr&#xED;a. La colocaci&#xF3;n de la estructura cristalina conocida de un tr&#xED;mero de d&#xED;meros de receptores en cada v&#xE9;rtice de la ret&#xED;cula representa bien para la densidad y est&#xE1; de acuerdo con otras limitaciones. Basado en este modelo para la disposici&#xF3;n de los receptores, hay entre uno y dos mil receptores por matriz.

H. Jane Ding

Division of Biology

California Institute of Technology - Caltech

Electron Cryotomography of Bacterial Cells