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**解析出線粒體ATP合酶的三維結(jié)構(gòu)

2018-04-20 09:48來(lái)源：生物谷

在一項(xiàng)新的研究中，在美國(guó)羅莎琳德-富蘭克林大學(xué)的David M. Mueller領(lǐng)導(dǎo)下，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)解析出線粒體ATP合酶（ATP synthase）結(jié)構(gòu)，其中這種酶是一種制造ATP的酶，而ATP是細(xì)胞的主要能源。相關(guān)研究結(jié)果于2018年4月12日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“High-resolution cryo-EM analysis of the yeast ATP synthase in a lipid membrane”。

鑒于ATP合酶在給細(xì)胞提供能量中的重要性，確定這種酶的完整結(jié)構(gòu)一直是這個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的最高目標(biāo)，這是因?yàn)檫@有望揭示這種酶的秘密，從而可能導(dǎo)致人們鑒定出治療靶點(diǎn)，并加速對(duì)代謝疾病和其他細(xì)胞病變的理解。


Mueller說(shuō)，“理解這種酶如何發(fā)揮作用需要了解它在原子水平上的三維分子結(jié)構(gòu)。”他和他的合作者們利用低溫電鏡技術(shù)解析出這種酶在近原子分辨率下的結(jié)構(gòu)。


ATP合酶的首個(gè)完整結(jié)構(gòu)為藥物寡霉素（oligomycin）抑制這種酶的機(jī)制和致病性突變?nèi)绾纹茐倪@種酶的功能提供證據(jù)。解析出這種酶的結(jié)構(gòu)就為理解在疾病和藥物作用機(jī)制中可能發(fā)揮的更加廣泛的功能克服了障礙。


這項(xiàng)研究為確定ATP合酶的其他功能狀態(tài)的結(jié)構(gòu)鋪平道路，其中這種酶已成為全球?qū)嶒?yàn)室數(shù)十年結(jié)構(gòu)研究的課題。


Mueller和他的合作者們采取了一種不同的方法。他們利用低溫電鏡技術(shù)來(lái)破譯這種工程ATP合酶，其中這種工程ATP合酶由酵母合成，并讓它重組到納米盤(pán)中，用于結(jié)構(gòu)分析。盡管低溫電鏡技術(shù)并不是新技術(shù)，但是技術(shù)上的進(jìn)步使得在近原子分辨率下解析出它的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為可能。