清華大學(xué)生命科學(xué)院首次揭示哺乳動(dòng)物呼吸體高分辨率三維結(jié)構(gòu)

據(jù)2016年12月3日《光明日?qǐng)?bào)》報(bào)道，清華大學(xué)生科院楊茂君研究組，首次使用冷凍電鏡技術(shù)，解析了線粒體呼吸鏈超級(jí)復(fù)合物(呼吸體)的原子分辨率結(jié)構(gòu)。這是目前世界上所解析的最復(fù)雜、分辨率最高的膜蛋白超級(jí)復(fù)合物結(jié)構(gòu)，為人類深入理解哺乳動(dòng)物線粒體呼吸鏈的組織形式、工作機(jī)理提供了關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)信息，并為設(shè)計(jì)和改造以線粒體呼吸鏈為靶標(biāo)的藥物提供了基礎(chǔ)資料。相關(guān)研究論文發(fā)表于《細(xì)胞》雜志。

哺乳動(dòng)物呼吸體是由包括44個(gè)膜蛋白在內(nèi)的81個(gè)蛋白亞基(69種不同蛋白分子)所構(gòu)成的超大分子機(jī)器。研究組不斷優(yōu)化呼吸體蛋白純化及制樣技術(shù)，篩選出了能夠促進(jìn)呼吸體穩(wěn)定的特異性小分子化合物，并改進(jìn)了電鏡數(shù)據(jù)處理方法，最終成功將呼吸體結(jié)構(gòu)的分辨率提升至原子水平，搭建了結(jié)構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上，楊茂君研究組揭示了復(fù)合物I各亞基之間細(xì)致的相互作用，鑒定出了新的連接各單獨(dú)復(fù)合物的蛋白亞基，發(fā)現(xiàn)了磷脂分子在呼吸體結(jié)構(gòu)中發(fā)揮的重要作用，并且提出了全新的電子傳遞模型。