Lifeact–F-actin 복합체의 구조

Lifeact는 형광 현미경을 사용하여 살아있는 진핵 세포에서 필라멘타스 액틴(F-actin) 구조를 시각화하는 데 사용되는 짧은 액틴 결합 펩타이드입니다. 그러나 이 인기 있는 프로브는 세포골격의 구조에 영향을 미쳐 세포 형태를 변화시키는 것으로 나타났습니다. 이러한 인공물의 분자적 기초는 잘 이해되지 않았습니다. 여기서 우리는 전자 극저온 현미경(cryo-EM)을 사용하여 Lifeact-F-actin 복합체의 고해상도 구조를 결정했습니다. 이 구조는 Lifeact가 F-actin의 소수성을 가진 결합 주머니와 상호작용하고 2개의 인접한 액틴 서브유닛에 걸쳐 늘어나며, 닫힌 형태에서 액틴의 DNase I 결합 루프(D-loop)를 안정화함을 보여줍니다. 흥미롭게도, 소수성 결합 부위는 코필린, 미오신과 같은 액틴 결합 단백질 및 Photorhabdus luminescens의 TccC3의 고변동 영역(TccC3HVR)과 Pseudomonas aeruginosa의 ExoY와 같은 액틴 결합 독소에 의해 사용됩니다. 인 비트로 결합 분석 및 활성이 측정된 결과, Lifeact가 실제로 이러한 단백질과 경쟁함을 보여주며, 이는 Lifeact가 생체 내 세포 형태에 미치는 영향의 설명을 제공합니다. 마지막으로, 우리는 펩타이드에 돌연변이를 도입하여 Lifeact의 F-actin에 대한 친화력을 증가시킬 수 있음을 보여주며, 이는 살아있는 세포 이미징을 위한 향상된 액틴 프로브 설계의 기초를 제공합니다.