火狐体育首页进入:【Cell】西湖大学闫浈课题组初次解析叶绿体蛋白转运体的冷冻电子显微镜结构

　　叶绿体是双膜结构，内膜上存在转运因子TIC，外膜上存在转运因子TOC，它们联合构成一个超级复合物TOC-TIC，TOC和TIC复合体是促进核基因组编码前蛋白穿过叶绿体两个包膜的重要转位子，但它们的切当分子身份和拼装尚不清楚。

　　2022年11月21日，西湖大学闫浈课题组在《Cell》在线宣布了研讨论文，揭开了叶绿体蛋白转运体之谜。蛋白进入叶绿体需求通过TOC-TIC复合物，一起，他们初次解析了TOC-TIC复合物的完好明晰结构。

　　叶绿体是绿色植物和藻类等真核自养生物的细胞中进行光合效果的细胞器。针对叶绿体的研讨对植物、农业、生态等多范畴有着重要的影响。叶绿体以本身的遗传物质，逐步转移到细胞核中，本身仅保存编码100多个蛋白的基因组。叶绿体作为光合效果重要场所，有2000至3000种蛋白需求被辨认然后进入叶绿体“作业”。尽管这个范畴现已研讨了近四十年，可是仍有许多核心问题尚未被处理。比方，TIC到底是由哪些组分组成？而TOC和TIC又是怎么构成超级复合物辨认蛋白的？

　　西湖大学闫浈课题组测验使用生物化学和结构生物学的方法来提醒TOC-TIC复合物的组成、拼装和转运机制。通过对前人研讨成果的剖析概括，试验室挑选了克莱因衣藻的TOC-TIC超级复合物为研讨目标，在两个已被承认并在不同物种中高度保存的TOC（Toc34）和TIC（Tic20）组分上分别加亲和标签进行纯化。

　　生化和质谱成果表明通过两种不同战略所纯化出的TOC-TIC超级复合物组分根本一起，并且经体外试验验证都具有结合底物前体蛋白的才能。课题组进一步解析了两种蛋白样品的单颗粒冷冻电镜高分辩率结构，成果也高度一起。以上试验依据一起确认了叶绿体蛋白转运超级复合物的组分。

　　此外，该研讨报导了莱因衣藻TOC-TIC超复合物在2.5A˚的均匀分辩率下的冷冻电子显微镜(cryo-EM)结构。这个克莱因衣藻叶绿体上的TOC-TIC超级复合物，分辩率到达2.5Å，明晰地展现了TOC-TIC各组分的高分辩结构与拼装形式。它总共包括14个组分，其间8个为之前已报导的组分，6个为功用不知道的新组分。

　　AlphaFold2的猜测结构与它们的实践结构相差甚远。此外，结构中还发现了一个植酸（IP6）和多个植物脂类分子（MGDG）参加介导TOC-TIC的拼装，可能对其功用具有重要的调控效果。这些全新的发现显示了生物化学和结构生物学的魅力，是现在AI猜测手法无法做到的。

　　这项作业研讨的TOC-TIC复合物对叶绿体的生成以及稳态至关重要，了解清楚其结构和作业机理将为未来潜在的对叶绿体甚至光合生物的改造奠定重要根底。未来对来自其他植物有机体的TOC-TIC超复合体的结构研讨，将可以更全面地比较物种间的异同，然后更好地了解叶绿体中这一根本蛋白质转运机制的进化。

　　注：本文旨在介绍医学研讨进展，不能作为医治计划参阅。如需取得健康辅导，请至正规医院就诊。