研究荣登《科学》:“定格”线粒体膜蛋白复合物动态组装
- 2021-09-13 18:00:08 健康一线
- 健康
近日,顶尖学术期刊《科学》发表了一篇来自华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室、生命科学技术学院蛋白质科学研究团队的最新论文。殷平教授领衔的团队,揭示了线粒体外膜(TOM)转位酶复合体的组装过程,并阐明了线粒体分选组装机器(SAM)协助组装和释放这一复合体的分子机制。
在人类中,TOM转位酶复合体与一些线粒体疾病有关,如帕金森病。阐明TOM转位酶复合物的组装机制,有助于为治疗线粒体疾病开发疗法提供线索。
线粒体作为真核细胞的能量代谢“工厂”,对动植物的正常生长发育至关重要。线粒体运行需要1000多种蛋白质,其中99%由细胞核基因编码。这些蛋白质的“前体“从细胞质来到线粒体的外膜,绝大部分由TOM转位酶复合体“运输”进入线粒体。
TOM转位酶复合体由7个亚基组成,包括核心通道Tom40(β桶膜蛋白)和6个跨膜蛋白——调控蛋白Tom5、Tom6和Tom7,以及受体蛋白Tom20、Tom22和Tom70。在Tom70和Tom20缺席的情况下,其余亚基形成稳定的TOM核心复合体。
TOM转位酶复合体的组装是一个多步骤、高度动态的过程。先前的研究表明,其组装需要线粒体外膜SAM复合物的协助,然而具体如何协助的分子机制并不清楚。
在这项研究中,科学家们巧妙地设计实验,让这个高速的组装过程“定格”。他们发现,把酵母中的TOM转位酶复合体“零件”放入人胚胎肾细胞的线粒体中,组装过程就像被按下暂停键一样停滞,由此破解了领域内多年来无法捕获瞬态的难题。
研究人员捕获了TOM核心复合体组装过程中的多个中间态,并获得了蛋白样品。随后利用单颗粒冷冻电镜技术,首次解析了两个重要中间态的高分辨率三维结构。结合功能分析,研究人员还阐明了线粒体SAM复合体在组装和释放TOM转位酶复合体时的作用。
结果显示,Sam37主要通过静电相互作用稳定成熟的Tom40,从而促进随后的TOM组装;Tom7则会促使组装好的Tom40/Tom5/Tom6脱离SAM复合体。
▲TOM转位酶核心复合体的组装过程(图片来源:参考资料[3])
注:原文有删减
参考资料:
[1] Qiang Wang et al., (2021) Structural insight into the SAM-mediated assembly of the mitochondrial TOM core complex. Science. Doi: 10.1126/science.abh0704
[2] Zeyuan Guan et al. (2021) Structural insights into assembly of human mitochondrial translocase TOM complex. Cell Discovery. Doi: 10.1038/s41421-021-00252-7
[3] 《科学》杂志在线发表我校民盟盟员殷平教授蛋白质科学研究团队研究成果 Retrieved Sep. 6, 2021 from https://tzb.hzau.edu.cn/info/1015/3246.htm
本文地址://www.styjt.com/jiankang/2021-09-13/529624.html
友情提示:文章内容为作者个人观点,不代表本站立场且不构成任何建议,本站拥有对此声明的最终解释权。如果读者发现稿件侵权、失实、错误等问题,可联系我们处理
- 善于“伪装”的脑膜瘤如何察觉?这些早期体育bd 要警惕2021-12-29 10:03:03
- 英研究称,Omicron感染住院风险较Delta低70%2021-12-29 09:57:14
- 美国FDA批准诺华全球首创siRNA降血脂新药上市2021-12-29 09:51:17
- 葵花药业拟引进两款儿童罕见病用药2021-12-29 09:51:04
- 广药集团建成澳门首个GMP标准中成药厂2021-12-29 09:50:49
- 什么是阴痛?
2021-10-26
- 美立方国内外专家齐聚 颌面专家团再升级
2021-08-23
- 《热点聚焦》医疗机构内新冠病毒感染防控有了新要求
2021-09-15 20:00:10
- 浙大一院2021年中秋节、国庆节放假及工作安排
2021-09-12 14:00:03
- 什么是阴结?
2021-10-26 10:33:42
- 名医风采 美立方颌面国际专家团,轮廓改造天团
2021-08-23 11:48:32
- 12333异地就医备案 您关心的都在这里
2021-09-07 10:40:49