发布时间:2012-12-25 11:34 原文链接: 呼吸链复合物生成机理揭开

  线粒体是细胞的“动力工厂”,而其中呼吸链复合物起着重要作用,只是一直以来人们都不知道这些复合物是如何生成的。现在,德国哥廷根的科学家研究表明,新发现的蛋白复合物“MITRAC”是实现这一过程的关键。相关成果发表在12月21日的《细胞》杂志上。

  众所周知,线粒体是真核细胞中由双层高度特化的单位膜围成的细胞器。主要功能是通过氧化磷酸化作用合成三磷酸腺苷(ATP),为细胞各种生理活动提供能量,因此有细胞“动力工厂”之称。线粒体进化起源的祖先来自于细菌。在数百万年的过程中他们已经失去了大部分的遗传信息。大多数在这个细胞的“发电厂”内起作用的蛋白质都是从外面被运送到线粒体内的。不过,线粒体也拥有自己的遗传物质。他们能合成一组非常小的13个必需的蛋白质。这些蛋白质是呼吸链复合物的核心蛋白。长期以来,人们一直不了解,线粒体内产生的蛋白质和外面导入的蛋白质是如何被组装在了一起的。

  现在,哥廷根大学的彼得·瑞林教授和他的“线粒体膜蛋白复合物生物合成和组装”研究小组,与哥廷根马克斯 —普朗克生物物理化学研究所密切合作,对呼吸链膜蛋白复合物是如何被组装的问题进行了深入研究。“了解我们细胞中的动力工厂以及呼吸链生成的过程是我们研究小组的一个中心目标。这是我们进行线粒体疾病研究的基础。”瑞林教授说。

  通过研究,瑞林教授和他的研究小组发现:新发现的蛋白复合物“MITRAC”在装配呼吸链复合物IV的过程中起重要作用。输入的蛋白质和在线粒体中生成的蛋白质在这里结合在了一起。与此同时,MITRAC复合物的蛋白质成分规范着线粒体内蛋白质的新合成。这种耦合保护着线粒体,从而生成比他们的需要更多的蛋白质。作为MITRAC复合物的组成部分,科学家可以识别出更多的导致了严重的人类疾病的蛋白质。

  该研究小组的工作首次揭示了这些蛋白质在呼吸链的生物合成中的具体功能,确切地说是在复合物IV的合成中。研究结果回答了基础研究中多年来都没能理解的重要问题,从而为理解严重的心脏和神经系统疾病提供了重要的新见解。

相关文章

为什么呼吸链复合物III能在极端环境下保持稳定性的结构

11月28日,中国科学院生物物理研究所孙飞课题组与德国马普研究所HartmutMichel课题组在国际期刊《德国应用化学》(AngewandteChemieInternationalEdition)杂......

冷冻电镜助力|揭示呼吸链复合物III保持稳定的结构基础

中国科学院生物物理研究所孙飞课题组与德国马普研究所HartmutMichel课题组在国际期刊《德国应用化学》(AngewandteChemieInternationalEdition)杂志上发表封面文......

呼吸链上的蛋白质结构20年来教科书可能搞错了

《细胞研究》杂志日前发表了一项研究成果,有望推翻教科书上的结论。论文显示,生物体呼吸链中的第4个成员——复合物4的实际结构和科学家历经多年探究绘制而成的并不一样。呼吸链,顾名思义,与呼吸有关,完成着生......

我国线粒体呼吸链研究取得重大突破

在“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项的支持下,我国科学家突破性地解析了人源呼吸链蛋白质复合物最高级的组成形式——超超级复合物(MCI2III2IV2)中高分辨率三维结构和超级复合物(SCI1III2......

清华大学独家发Cell文章:三篇顶级杂志文章突破性成果

2012年,清华大学杨茂君教授研究组就曾在Nature杂志上发文,首次报道了II-型线粒体呼吸链复合物I;去年这一研究组又详细阐释了猪源呼吸链超级复合物I1III2IV1的原子分辨率三维结构;在8月2......

Cell:呼吸链复合物生成机理揭开

线粒体是细胞的“动力工厂”,而其中呼吸链复合物起着重要作用,只是一直以来人们都不知道这些复合物是如何生成的。现在,德国哥廷根的科学家研究表明,新发现的蛋白复合物“MITRAC”是实现这一过程的关键。相......

呼吸链复合物生成机理揭开

线粒体是细胞的“动力工厂”,而其中呼吸链复合物起着重要作用,只是一直以来人们都不知道这些复合物是如何生成的。现在,德国哥廷根的科学家研究表明,新发现的蛋白复合物“MITRAC”是实现这一过程的关键。相......

线粒体呼吸链膜蛋白复合物Ⅰ的结构揭晓

德国科学家成功揭示细胞线粒体呼吸链膜蛋白复合物Ⅰ的结构,并发现了分子复合物中的全新能量转换机制,细胞可通过该机制使用储存在营养中的能量。相关研究成果发表在7月1日的《科学》杂志网络版上。有氧呼吸是动植......

5月27日《自然》杂志精选

封面故事: 呼吸链ComplexI的结构被确定ComplexI是呼吸链的第一种酶,它通过将NADH和苯醌之间的电子转移同质子转位耦合起来,而在线粒体中的细胞能量生产中扮演一个中心角色。这个巨......

5月27日《自然》杂志内容精选

呼吸链ComplexI的结构被确定ComplexI是呼吸链的第一种酶,它通过将NADH和苯醌之间的电子转移同质子转位耦合起来,而在线粒体中的细胞能量生产中扮演一个中心角色。这个巨大的复合物是呼吸链的最......