載體蛋白如何將ADP和ATP轉(zhuǎn)運進線粒體

英國劍橋MRC-MBU的科學家們發(fā)現(xiàn)了一種稱為線粒體ADP / ATP載體的關(guān)鍵轉(zhuǎn)運蛋白如何轉(zhuǎn)運細胞的化學燃料三磷酸腺苷(ATP)。這個過程對于我們生命中的每一秒，讓我們活著是至關(guān)重要的。這項工作將幫助我們了解突變?nèi)绾斡绊戇@些蛋白質(zhì)的功能，從而導致一系列神經(jīng)肌肉，代謝和發(fā)育疾病。

稱為線粒體的細胞結(jié)構(gòu)是我們細胞的強大動力。每天，我們?nèi)祟愋枰约旱腁TP體重來為所有細胞活動提供燃料。神經(jīng)沖動，肌肉收縮，DNA復制和蛋白質(zhì)合成只是依賴于ATP供應的基本過程的一些例子。由于我們體內(nèi)僅含有少量ATP，我們需要使用位于線粒體中的稱為ATP合酶的酶復合物從廢產(chǎn)物ADP(二磷酸腺苷)和磷酸鹽中重新制備它。通過這種方式，每個ATP分子每天大約回收1300次。為了使ADP到達酶，并使產(chǎn)品ATP加入細胞，每個分子必須穿過圍繞線粒體的不可滲透的脂質(zhì)膜。線粒體ADP / ATP載體參與線粒體中ADP和ATP的轉(zhuǎn)運。

載波在兩個狀態(tài)之間循環(huán); 在一種狀態(tài)下，中心結(jié)合位點可用于結(jié)合ADP，稱為細胞質(zhì) - 開放狀態(tài)，而在另一種狀態(tài)下，結(jié)合位點可用于結(jié)合新合成的ATP，稱為基質(zhì)開放狀態(tài)。一個關(guān)鍵問題是蛋白質(zhì)如何能夠在這兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，改變其形狀以特異性地轉(zhuǎn)運ADP和ATP，而不會讓其他小分子或離子穿過膜。

發(fā)表在Cell上的論文“線粒體ADP / ATP載體轉(zhuǎn)運的分子機制” 描述了科學家如何解決陷入基質(zhì)開放狀態(tài)的載體的結(jié)構(gòu)。通過使用一種叫做bongkrekic acid的化合物將載體置于這種狀態(tài)，bongkrekic acid是一種與蛋白質(zhì)結(jié)合的致死毒素并阻止它工作。研究人員還可以依賴納米抗體技術(shù)。納米抗體是美洲駝抗體的片段，其特異性結(jié)合基質(zhì)開放狀態(tài)，并且通過X射線晶體學確定具有結(jié)合的核酸的載體 - 納米抗體復合物的結(jié)構(gòu)。與早期的細胞質(zhì) - 開放狀態(tài)結(jié)構(gòu)一起，這一發(fā)現(xiàn)揭示了載體如何在原子尺度上起作用。該載體具有令人難以置信的動態(tài)，使用六個移動元件以獨特且精心編排的方式在膜上傳輸ADP或ATP。

ADP / ATP攜帶者只是大量相關(guān)轉(zhuǎn)運蛋白家族中的一員，這些蛋白質(zhì)將不同的化合物帶入和排出線粒體，基于這一發(fā)現(xiàn)，科學家認為這種機制可能以類似的方式起作用。家庭。有許多與這些攜帶者功能障礙相關(guān)的疾病，這是我們第一次了解突變?nèi)绾斡绊懫浞肿庸δ堋?/p>

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