Arp2/3复合物在分支肌动蛋白纤维交界处的结构，通过单颗粒冷冻电子显微镜技术解析

Arp2/3复合物在细胞过程中如膜状伪足突出和内吞作用中形成分支肌动蛋白纤维，提供推动力。Arp2/3复合物本质上是无活性的，多种类别的核化促进因子（NPFs）刺激其核化活性。当被WASP家族NPFs激活时，复合物必须结合到预先存在的（母）肌动蛋白纤维的侧面，以完成核化过程，确保WASP介导的激活产生分支状而非线性肌动蛋白纤维。目前还不清楚肌动蛋白纤维是如何促进激活的，主要是由于缺乏与肌动蛋白纤维侧面结合的活化Arp2/3复合物的高分辨率结构。在此，我们展示了分支交界处的Arp2/3复合物的3.9Å冷冻电子显微镜结构。该结构揭示了Arp2/3复合物与母肌动蛋白纤维侧面之间的接触，这可能刺激亚单位扁平化，这是一个构象变化，使复合物中的肌动相关蛋白亚单位（Arp2和Arp3）能够模拟肌动蛋白纤维亚单位。相反，复合物下半部分与母纤维之间的有限接触表明，夹具扭转（在活跃状态下观察到的第二个主要构象变化）并不受到肌动蛋白纤维的刺激，这可能解释了为什么在WASP介导的激活过程中需要但不足以触发核化。结合生化和活细胞成像数据以及分子动力学模拟，该结构揭示了Arp2/3复合物与肌动蛋白纤维之间相互作用及在细胞中分支肌动蛋白纤维网络的调节组装的关键特性。