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我国科学家揭示线粒体外膜转位酶复合体组装的分子机制

发布时间:2021-11-24 16:08:28 | 来源:【科技部高技术研究发展中心 2021-11-23】
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线粒体是真核细胞能量代谢的主要场所,与动植物的生长发育密切相关,99%的线粒体蛋白由细胞核基因编码,在细胞质中合成。线粒体外膜TOM转位酶复合体负责绝大部分前体蛋白运输进入线粒体,再通过其他转位酶复合体分选至线粒体的各个部位。TOM复合体是由7个亚基组成的膜蛋白复合体,其组装过程是多步骤且高度动态的,需要线粒体外膜SAM复合物的协助。但是,SAM复合物如何协助TOM组装的分子机制尚不清楚。

为了探索TOM转位酶复合体的组装机制,作物遗传改良国家重点实验室殷平教授研究团队独辟蹊径,利用哺乳动物细胞重组表达系统重构了该组装过程,并实现精准控制,可人为地为组装按下“暂停键”。该方法使得研究者捕获了TOM组装过程中的多个中间态并获得其蛋白样品,攻克了该领域多年来无法获得稳定的TOM复合体中间态的难题。研究团队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三维结构,并结合功能分析阐明了SAM复合物协助组装以及释放TOM的分子机制。

该研究成果有助于理解TOM转位酶复合体的组装过程,更好地探究线粒体蛋白的生物发生,为线粒体疾病治疗和作物遗传改良提供理论基础。相关研究成果于近期发表在Science杂志上。

 

 





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