华中科技大学本科毕业证外壳(华中科技大学的学生证)

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摘要：线粒体外膜转位酶复合组装示意图，线粒体外膜转位酶复合组装是一个瞬时、多步、高动态的过程，将酵母线粒体外膜转位酶复合组件组装到哺乳动物线粒组装，使研究人员捕获线粒体外膜转位酶复合组装过程的多个中间态。

问题一.膜蛋白复合组装瞬间

线粒体外膜转位酶复合组装示意图。四川工作室供图

■记者李晨

线粒体是真核细胞物质代谢和能量代谢的主要场所。它就像一个精密设计的工厂，流水线上有1000多种蛋白质。正确运输、分选和组装蛋白质是线粒体正常运行的前提。

多年来，科学家们一直试图窥探高精度流水线的奥秘。

8月27日，湖北洪山实验室、华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室、生命科学技术学院蛋白质科学研究小组教授尹平在线发表了最新成果。他们揭示了线粒体外膜转位酶复合体（TOM）组装的分子机制窥见了线粒体高精度流水线的起点。

组装过程高度动态

线粒体是细胞质中一个双层膜结构的细胞器。“超过1000种线粒体蛋白质中，99%都来自细胞核基因编码。尹平告诉《中国科学报》，细胞核基因在细胞质中白质前体，相应的蛋白质前体来到线粒体外膜，通过线粒体外膜转位酶复合体进入线粒体。

线粒体外膜转位酶复合体就像一辆运输车。尹平说，这辆车是包括核心通道在内的7个亚基组成的膜蛋白复合体Tom40（β桶膜蛋白和6个跨膜蛋白-调节蛋白Tom5、Tom6和Tom七、受体蛋白Tom20、Tom22和Tom70。

中南大学湘雅医院教授邱健告诉《中国科学报》，许多科学家试图分析线粒体外膜转位酶复合物的组成和组装。然而，线粒体外膜转位酶复合体的组装是一个瞬时、多步、高动态的过程，很难捕捉到组装瞬态的结构。

此外，线粒体外膜转位酶复合体是蛋白质前体进入线粒体的门户。如果复合体的某一组分减少，必然会影响成熟线粒体外膜转位酶复合体的功能，从而干扰其组装过程的研究。因此，研究难。

研究表明，线粒体外膜转位酶复合体的组装需要线粒体分选组装机（SAM）协助。线粒体分选和组装机也是一种蛋白质复合体。但目前尚不清楚线粒体分选组装机如何协助线粒体外膜转位酶复合体组装的分子机制。

按暂停键

我们的方法是按下组装过程中的暂停键。”殷平说。

自2019年以来，殷平研究小组一直关注相关问题。为了分离相关组装中间体，他们首先在人类胚胎肾细胞系统中表达酵母线粒体外膜转位酶复合物的几个亚基。

有趣的是，我们未能获得线粒体外膜转位酶复合体的核心。”殷平发现，当把酵母线粒体外模转位酶复合体的“零件”放到人胚胎肾细胞的线粒体中时，组装过程停滞了。

华中农业大学生命科学学院第一作者、博士王强表示，他们利用哺乳动物细胞重组表达系统重构组装过程，实现精确控制，人工组装按下暂停键。该方法使研究人员捕获了线粒体外膜转位酶复合组装过程中的多个中间态，并获得了蛋白质样品。

取得样品后，首次分析了两种重要中间态的高分辨率三维结构，结合功能分析阐明了线粒体分选组装机组装和线粒体外膜转位酶复合物释放的分子机制。

尹平解释说，将线粒体外膜转位酶复合体想象成运输车辆，线粒体分选组装机器就像装配线上的机械手Tom40，安装两个轮子Tom5和Tom6，然后用Tom这个扳手从机械手上卸下了组装好的外壳和轮子。然后他们将进行下一个组装步骤。

现在我们已经了解了线粒体外膜转位酶复合体是如何在‘流水线’上组装和释放的。”殷平说。

巧思值得借鉴

这是一个非常巧妙的设计实验，将酵母的一套蛋白质折叠机放入人的线粒体中，找到别人无法捕捉到的东西，填补这一领域的空白。”邱健说。

尹平认为，线粒体外膜转位酶复合体负责将外部蛋白质前体运输到线粒体内部的重要工作，了解其组装过程可以帮助科学家更好地探索线粒体蛋白的生物发生，为线粒体疾病的治疗和作物遗传改善提供理论基础。这项研究的手段和成果有助于为叶绿体蛋白生物发生机制的研究提供新的视角。”

此外，尹平告诉记者，将酵母线粒体外膜转位酶复合体组件组装在哺乳动物线粒体中的方法解决了传统方法无法捕捉瞬态的问题。

邱健说，生活活动中的许多过程都是高度动态的，传统的生化方法很难捕捉到某种瞬态。这是一个很好的灵感。其他系统涉及类似的瞬态过程问题，可以通过类似的想法找到答案。”

尹平表示，下一步将完善线粒体外膜转位酶复合体组装的全过程。他希望线粒体外膜转位酶复合体的组装过程能为设计膜蛋白和创造新药提供有益的理解。

《中国科学报》

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