线粒体内膜融合研究方面获进展

5月7日，Journal of Cell Biology 杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所饶子和课题组与胡俊杰课题组合作的研究论文，题为Structural insights into G domain dimerization and pathogenic mutation of OPA1。该研究解析了线粒体内膜融和蛋白OPA1的最小GTP酶结构域（MGD）在结合GDP和氟化铍状态下的晶体结构，阐明了OPA1的GTP酶结构域二聚化的分子基础，以及突变诱发疾病的原因。

线粒体是由双层膜包被的细胞器，在细胞内持续发生融合和分裂以维持其正常功能。线粒体内膜融合与外膜一样，其缺陷导致线粒体DNA的丢失，小鼠胚胎致死，而人的OPA1突变还导致视神经萎缩症等遗传疾病。饶子和与胡俊杰团队前期合作阐明了线粒体外膜融合蛋白Mitofusin（MFN）介导膜拴连和融合的机制，今年年初又报道了酵母的线粒体内膜融合蛋白Mgm1的结构，提出了内膜融合的初步模型。近日，生物大分子国家重点实验室孙飞课题组利用冷冻电镜解析了OPA1在膜上装配的结构，并提出了OPA1诱导膜形变的分子机理。不过，OPA1仍是发动蛋白（Dynamin）超家族中仅存的一个没有高分辨率结构的成员。

饶子和和闫利明团队解析了人源OPA1-MGD的结构，发现其单体构象与膜裂解蛋白Dynamin-1的GG（GTPase-GED）片段很相似，并形成了依赖核苷酸的二聚体。胡俊杰课题组通过酶活测定、体外多聚体分析和膜结合等生化实验，以及细胞内的线粒体形态回补实验验证了结构的发现。此外，OPA1-MGD的N端存在一个类似卷曲螺旋的二聚化区段，能介导不依赖核苷酸的二聚化。OPA1的这两种二聚化在维持线粒体形态中均起到重要作用。(生物谷Bioon.com）