Cryo-EM, biochemical, and computational analysis of S. cerevisiae cell extracts insights into the endogenous L-A virus structure

Abstract

Native organellar and cellular extracts from S. cerevisiae offer significant advantages for high-resolution structural analysis over purified or overexpressed particles retaining cellular interaction. The study focused on adapting yeast cell lysis followed by fractionation for structural analysis and biochemical investigations. First, obtaining the pyruvate dehydrogenase complex (PDHc) from mitochondria, found PDHc associated with mitochondrial membranes. Second, through cryo-EM and modeling the L-A virus was analyzed. The resulting 2.1 Å cryo-EM map consists of 120 protomers arranged as icosahedral protein shell identifying previously unreported cation-π interactions, crucial for folding and assembly. An interface interplay from ten distinct capsomere interfaces propose a multistep capsomer association process. Two opposite-facing loops support a capsid-embedded mRNA decapping active site trench. Mature viruses and tRNA-loaded polysomes, found in virus proximity, participate in viral communities.

Native Organellen- und Zellextrakte aus S. cerevisiae bieten signifikante Vorteile gegenüber gereinigten und überexprimierten Proteinen in der Strukturanalyse, da sie zelluläre Interaktionen beibehalten. Die Arbeit konzentriert sich auf die Anpassung der Hefezelllyse mit anschließender Fraktionierung und Strukturanalyse. Zuerst wurde der Pyruvatdehydrogenasekomplex (PDHc) aus Mitochondrien gewonnen und dabei mit den mitochondrialen Membranen assoziiert gefunden. Zweitens wurden mit Kryo-EM und Modeling das L-A-Virus analysiert. Die resultierende 2.1 Å Struktur besteht aus einer Proteinhülle aus 120 Protomeren, die bisher unbekannte, für den Kapsidaufbau wichtige Kation-π-Interaktionen aufweisen. Ein Zusammenspiel von zehn Capsomer-Schnittstellen lässt auf einen mehrstufigen Capsomer-Assoziationsprozess schließen. Zwei einander gegenüberliegende Schleifen unterstützen eine in das Kapsid eingebettete aktive mRNA-Decappingstelle. Reife Viren und tRNA-beladene Polysome in Virusnähe, nehmen an viralen Gemeinden teil.