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中科院上海生科院生化與細(xì)胞所國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心（上海）周界文研究組與美國哈佛醫(yī)學(xué)院合作，采用核磁共振技術(shù)結(jié)合電鏡技術(shù)，揭示了線粒體鈣離子單向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MCU跨膜核心區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)，并且闡釋了其*的鈣離子選擇機(jī)制和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。這是迄今為止使用核磁技術(shù)解析出的zui大離子通道結(jié)構(gòu)。相關(guān)成果今天在線發(fā)表于《自然》雜志。
近期研究發(fā)現(xiàn)，線粒體吸收鈣離子不是簡單地由單個蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)，而是需要由多個蛋白質(zhì)形成的復(fù)合體完成。其中，跨膜MCU位于線粒體內(nèi)膜，是這個蛋白質(zhì)復(fù)合體的中心。如何在分子水平上揭示MCU的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，并闡明MCU轉(zhuǎn)運(yùn)鈣離子的本質(zhì)，將對線粒體內(nèi)鈣離子穩(wěn)態(tài)的理解和線粒體相關(guān)疾病的治療具有重要意義。
此次研究人員利用國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究（上海）設(shè)施電鏡分析系統(tǒng)，通過負(fù)染電鏡的方法獲得了MCU蛋白的整體形貌，并且發(fā)現(xiàn)MCU形成一個“花瓶形”的同源五聚體。然而，MCU的結(jié)構(gòu)信息仍然缺乏。
為此，周界文帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)了一整套的膜蛋白核磁技術(shù)，并充分利用高場核磁譜儀，解析了MCU高分辨率的核磁結(jié)構(gòu)，從而清楚地揭示了MCU中鈣離子特異性選擇的通道入口。來自哈佛醫(yī)學(xué)院的Vamsi Mootha團(tuán)隊進(jìn)一步用功能實(shí)驗證實(shí)，結(jié)構(gòu)中觀察到的重要位點(diǎn)對MCU的鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)非常關(guān)鍵。
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