Abstract Although there has been enormous progress in the last half-century in the drug discovery targeting obesity and associated co-morbidities, the clinical treatment of obesity remains tremendously challenging. GPR75 is an orphan receptor and is suggested to be a potential novel target for the control of obesity and related metabolic disorders. Inhibition of the GPR75 signaling pathway by small molecules, antibodies, or genetic manipulations may provide a therapeutic strategy for obesity. Here, we report the active-like Cryo-EM structure of human GPR75 with an intracellular nanobody, which reveals the receptor activation mechanism. The extensive interaction network required to achieve the active structure helps explain the allosteric coupling between the orthosteric pocket and the G-protein coupling domain. The well-defined orthosteric ligand binding pocket of human GPR75 provides a structural basis for anti-obesity drug discovery.

Protein structure modeling is an important but challenging task. Recent breakthroughs in Cryo-EM technology have led to rapid accumulation of Cryo-EM density maps, which facilitate scientists to determine protein structures but it remains time-consuming. Fortunately, artificial intelligence has great potential in automating this process. In this study, we present SMARTFold, a deep learning protein structure prediction model combining sequence alignment features and Cryo-EM density map features. First, using density map, we sample representative points along the predicted high confidence areas of protein backbone. Then we extract geometric features of these points and integrate these features with sequence alignment features in our proposed protein folding model. Extensive experiments confirm that our model performs best on both single-chain and multi-chain benchmark dataset compared with state-of-the-art methods, which makes it a reliable tool for protein atomic structure determination from Cryo-EM maps.

In mitochondria, beta-barrel outer membrane proteins mediate protein import, metabolite transport, lipid transport, and biogenesis. The Sorting and Assembly Machinery (SAM) complex consists of three proteins that assemble as a 1:1:1 complex to fold beta-barrel proteins and insert them into the mitochondrial outer membrane. We report cryoEM structures of the SAM complex from Myceliophthora thermophila, which show that Sam50 forms a 16-stranded transmembrane beta-barrel with a single polypeptide-transport-associated (POTRA) domain extending into the intermembrane space. Sam35 and Sam37 are located on the cytosolic side of the outer membrane, with Sam35 capping Sam50, and Sam37 interacting extensively with Sam35. Sam35 and Sam37 each adopt a GST-like fold, with no functional, structural, or sequence similarity to their bacterial counterparts. Structural analysis shows how the Sam50 beta-barrel opens a lateral gate to accommodate its substrates. The SAM complex structure suggests how it interacts with other mitochondrial outer membrane proteins to create supercomplexes.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Abstract mTORC1 is a kinase complex regulating cell growth, proliferation and survival. Because mis-regulation of DEPTOR, an endogenous mTORC1 inhibitor, is associated with some cancers, we reconstituted mTORC1 with DEPTOR to understand its function. We find that DEPTOR is a unique partial mTORC1 inhibitor that may have evolved to preserve feedback inhibition of PI3K. Counterintuitively, mTORC1 activated by RHEB or oncogenic mutation is much more potently inhibited by DEPTOR. Although DEPTOR partially inhibits mTORC1, mTORC1 prevents this inhibition by phosphorylating DEPTOR, a mutual antagonism that requires no exogenous factors. Structural analyses of the mTORC1/DEPTOR complex showed DEPTOR’s PDZ domain interacting with the mTOR FAT region, and the unstructured linker preceding the PDZ binding to the mTOR FRB domain. Here we show, in contrast to previous cellular studies, that both the PDZ and linker regions are essential for inhibition, and it is likely that interaction with the FRB is crucial to the unique partial inhibition.