赫尔辛基大学
通过计算机模拟获得的高分辨率动态见解使研究人员能够识别蛋白质中的分子阀门和新颖的设计特征
学分:赫尔辛基大学 结构生物学和计算机模拟为更深入地理解生物能量转换铺平了道路
高分辨率的结构和原子模拟使研究人员能够识别有助于细胞产生能量的关键酶之一的新特征
细胞线粒体中能量的产生是最重要的生物过程之一
尽管这一关键代谢途径在生物医学和能源科学中至关重要，但其分子理解仍不清楚
在一项新的研究中，研究人员提供了线粒体能量代谢的一个关键组成部分——呼吸复合物ⅰ的详细原子视图
线粒体电子传递链中的第一种酶是呼吸复合物ⅰ，线粒体是ATP合成的动力途径
这种酶对ATP的产生有重要贡献，是线粒体功能和功能障碍的焦点
基于他们早期的联合合作研究(1，2，3)，来自歌德大学(德国法兰克福)、马克斯·普朗克生物物理研究所(德国法兰克福)和物理系(芬兰赫尔辛基大学)的研究人员刚刚提供了关于复杂I结构的最详细的原子洞察——在2处求解的高分辨率结构
一个
这种大小(~1兆道尔顿)的膜蛋白的高分辨率结构是膜结构生物学和线粒体生物学领域的一项非凡成就
歌德大学和马克斯·普朗克生物物理研究所的研究人员应用最先进的低温电子显微镜来解析几种蛋白质结合水分子的位置，这些水分子进行必要的质子转移反应，将化学能转化为三磷酸腺苷
来自赫尔辛基大学线粒体蛋白质多尺度建模和模拟研究组的博士生乔纳森·拉瑟姆对高分辨率结构数据进行了大规模分子动力学模拟
这些模拟揭示了蛋白质水合、构象动力学和蛋白质电荷状态之间的紧密耦合
目前，这种高分辨率的动态洞察只能通过计算机模拟获得；这使得研究人员能够识别蛋白质中的分子阀门和新的设计特征，这对实现高催化效率非常重要
来自同一研究小组的研究助理Amina Djurabekova和博士生Outi Haapanen的额外计算和分析进一步巩固了研究结果
来自赫尔辛基大学物理系和线粒体蛋白质多尺度建模与模拟研究小组PI的高级研究员威韦克·沙马说:“这是我们与德国同事持续合作的又一重大进步，也是我们对生物能量产生的理解，因为呼吸复合物I——一种与生物医学相关的酶——是如何以最有效的方式产生能量的。”
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