完整的ATPase结构，世界上最小的涡轮机，解决了

时间：2022-05-09 17:25:05 来源：

ATP合成酶的行为在线粒体膜的脊上形成。ATP，ADP和脂质以鲜艳的颜色显示。

ATP合酶也称为呼吸链的复杂V，一系列蛋白质复合物在线粒体的膜中。该呼吸链产生质子梯度，ATP合成酶用于制造ATP。以前，萨拉诺夫是第一个解决细菌综合体的蛋白质结构的蛋白质结构，并首先解决哺乳动物综合体的结构。在新的研究中，Sazanov和Lab成员Gergely Pinke和龙周转向哺乳动物复杂V，哺乳动物呼吸链中的最终未解决的结构。“F1FO-ATP合成酶是地球上最重要的酶之一。它为大多数生命形式提供能量，包括美国人类，但到目前为止，我们不完全了解它是如何工作的，“Sazanov解释道。

旋转泥泞的图片

由于已经已知蘑菇状F1可溶性结构域的结构，Sazanov和他的团队特别看着嵌入线粒体膜的域。这里，质子在所谓的C环之间的界面处摇动，一个由相同的蛋白质亚基组成的环，以及其余的。当每个C亚单元拾取膜的一侧上拾取质子时，质子在膜上移动，用环旋转，并在另一侧释放质子。该C形环附接到F1的中心轴，其旋转在F1内产生ATP。为了解决FO结构域和整个复杂的结构，研究人员使用Cryo-Croto-Croto-Croto-Croto-Collecocce研究了来自绵羊线粒体的酶。在这里，ATP合成酶构成了特殊问题：因为它旋转，ATP合成酶可以在三个主位置停止，以及变化物。“很难区分这些位置，将结构归因于每个位置ATP合成酶可以采用。但是，我们设法计算地解决了酶的第一个完整结构，“Sazanov补充道。

发现渗透性过渡孔的位置

在他们的高分辨率结构中，研究人员发现，C形环被两个脂质堵塞，其中一个来自膜的每一侧。虽然顶部（面向F1）脂质与轴一起旋转，但底部脂质不旋转，因为它可能经由“钩装置”连接到FO结构域。

这种新发现的结构揭示了生物学中的争议：所谓的渗透率过渡孔隙的方式和位置。这种孔与细胞死亡有关，并在中风和心脏病发作期间打开。到目前为止，众所周知，孔隙在线粒体中的孔表响应高水平的钙，但孔的确切位置仍然未知。现在，使用F1FO，Sazanov和他的小组的完全解决的结构可以描述F1FO-ATP合酶中的孔形式的方式：当钙在F1亚基中结合时，诱导大构象变化。该复杂必须适应这种变化，并在这样做时，拉动钩装置。该装置又将脂质插头拉出FO的底侧，启动孔口。“当孔隙在较长的时间内开放时，C形环是不稳定的，孔隙形成变得不可逆转，”Sazanov解释说。“该模型与来自突变体的所有可用数据一致。为了完全确定这是渗透性过渡孔隙形式的方式，需要解决钙引起的过渡期间ATP合酶的结构，我们现在正在进行。“

参考：“整个哺乳动物F型ATP合成酶的Cryo-EM结构”由Gergely Pinke，Long Zhou和Leonid A. Sazanov，9月14日，192020年9月14日，自然结构和分子生物学.DOI：
10.1038 / s41594-020-0503-8

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