新功能、新界面、新体验,扫描即可下载生物谷APP!
首页 » Nature报道 » Nature:重大突破!首次解析出哺乳动物线粒体呼吸链酶复合体I的原子结构

Nature:重大突破!首次解析出哺乳动物线粒体呼吸链酶复合体I的原子结构

来源:生物谷 2016-09-08 23:26


2016年9月8日/生物谷BIOON/--线粒体呼吸链酶复合体I在细胞呼吸和能量代谢中发挥着至关重要的作用。这种分子量大约为1兆道尔顿(MDa)的L形酶复合体是呼吸链中最大的蛋白组装体,而且如今也是迄今为止解析出的最大的不对称性膜蛋白组装体。来自奥地利科技学院的Leonid Sazanov教授和他的英国合作者们利用交联/质谱图谱辅助下的低温电子显微镜解析出分辨率为3.9埃的绵羊(一种哺乳动物)线粒体呼吸链酶复合体I的基本完整的原子结构。相关研究结果于2016年9月5日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Atomic structure of the entire mammalian mitochondrial complex I”。

呼吸链产生人体中的大多数能量。几种大分子量的蛋白组装体嵌入在线粒体脂质膜中。线粒体呼吸链酶复合体I是这个呼吸链中第一个也是最大的复合体。来自食物中的代谢物由这个酶复合体进行加工以便促进电子转移和质子转运。在此之前,鉴于大型的复杂的分子很难利用当前的方法进行研究,人们仅能够主要地揭示出缺乏不可或缺的完全的原子细节的聚-丙氨酸(poly-alanine)模型。

由于开发出新的直接电子检测器,最近几年,低温电子显微镜取得重大进展,从而允许开展高分辨率研究。如今,这种线粒体呼吸链酶复合体I结构的分辨率允许理解全部45个亚基之间的复杂的排列和相互作用,并且对这种偶联机制和它的调节产生影响。对线粒体呼吸链酶复合体I的作用机制、组装、成熟和功能故障的认识允许对导致疾病的突变和受影响的酶活性进行详细的分子分析。

因此,这些研究结果有望为医学、生物能量学和其他研究领域提供参照信息来源。研究人员旨在理解膜蛋白的结构和功能,并且着重确定线粒体呼吸链酶复合体I的结构和机制。(生物谷 Bioon.com)

本文系生物谷原创编译整理,欢迎转载!点击 获取授权 。更多资讯请下载生物谷APP

Atomic structure of the entire mammalian mitochondrial complex I

Karol Fiedorczuk, James A. Letts, Gianluca Degliesposti, Karol Kaszuba, Mark Skehel & Leonid A. Sazanov

doi:10.1038/nature19794
PMC:
PMID:

Mitochondrial complex I plays a key role in cellular energy production by transferring electrons from NADH to ubiquinone coupled to proton translocation across the membrane1,2. It is the largest protein assembly of the respiratory chain with total mass of 970 kDa3. Here we present a nearly complete atomic structure of ovine mitochondrial complex I at 3.9 Å resolution, solved by cryo-electron microscopy aided by crosslinking/mass-spectrometry mapping. All 14 conserved core and 31 mitochondria-specific supernumerary subunits are resolved within the L-shaped molecule. The hydrophilic matrix arm harbours FMN and 8 iron-sulphur clusters involved in electron transfer, and the membrane arm contains 78 transmembrane helices, mostly contributed by antiporter-like subunits involved in proton translocation. Supernumerary subunits form an interlinked, stabilizing shell around the conserved core. Tightly bound lipids (including cardiolipins) further stabilize interactions between the hydrophobic subunits. Subunits with possible regulatory roles contain additional cofactors, NADPH and two phosphopantetheine molecules, revealed to be involved in inter-subunit interactions. We observe two different conformations of the complex, which may be related to the conformationally driven coupling mechanism and to the active/deactive transition of the enzyme. Our structure provides insight into complex I mechanism, assembly, maturation and dysfunction, allowing detailed molecular analysis of disease-causing mutations.
温馨提示:87%用户都在生物谷APP上阅读,扫描立刻下载! 天天精彩!


相关标签

最新会议 培训班 期刊库