通过钻石光源 有丝分裂核糖体在合成生物能蛋白(发光黄色)时附着在它的膜接头上
信用:丹W
诺瓦克斯基和阿列克谢·阿蒙茨 位于牛津郡的艾比奇钻石公司利用冷冻电子显微镜首次揭示了人体能量的来源
一个国际研究小组今天在《科学》杂志上发表的一篇新论文报告了对线粒体中膜系蛋白合成的分子机制的见解
这是对人类有丝分裂核糖体功能的一个新的基本理解，并可以解释它是如何受到突变和去调控的影响，从而导致耳聋等疾病和包括癌症发展在内的疾病
线粒体是细胞内的细胞器，在我们的身体中充当着微小但强大的动力
它们利用我们吸入的氧气和我们吃的食物的衍生物来产生超过90%的能量，因此有效地支持我们的生活
线粒体在高能量需求器官中特别重要，如心脏、肝脏、肌肉和大脑
例如，几乎每个心肌细胞的40%由线粒体组成
线粒体中的大部分能量产生发生在自然进化的纳米工厂中，这些工厂被整合在专门的膜中
这些纳米工厂由蛋白质组成，协同传输离子和电子，产生我们身体的化学能货币，在细胞分裂过程中必须不断维持、替换和复制
为了解决这个问题，线粒体有自己的蛋白质制造机器，叫做线粒体核糖体
2014年，人们首次从根本上了解了有丝分裂核糖体的样子
“7年前，我们对酵母有丝分裂核糖体的研究被称为分辨率革命
目前的研究代表了在最初突破的基础上的又一进步
瑞典生命科学实验室的分子相互作用生物学项目负责人阿列克谢·阿蒙茨(Alexey Amunts)说:“它不仅揭示了人类有丝分裂核糖体是如何以前所未有的细节水平设计的，还解释了驱动生物能学过程以促进生命的分子机制。”
“分辨率革命”一词是由《科学》杂志创造的，与第一次成功的有丝分裂核糖体结构测定有关
这代表了应用低温电磁来理解分子结构的方法创新
然而，对架构的第一瞥只揭示了静态模型的一部分
然而，有丝分裂核糖体是一种灵活的分子机器，需要其各部分相对运动才能工作
因此，在目前的研究中，该团队使用了钻石电子生物成像中心(eBIC)的高通量冷冻电磁数据采集，获得了30倍以上的数据，使该团队能够描述蛋白质合成过程中的构象变化以及与膜接头的关联
息税折旧及摊销前利润一直是威康信托、英国皇家国际研究所的英国工商及科技局和马来西亚研究中心的一项战略投资
作为钻石公司的一员，eBIC得益于现有的完善的用户支持
“我们的研究揭示了解释有丝分裂核糖体实际上如何形成细胞动力的动态分子机制，并揭示了有丝分裂核糖体比以前认为的更加灵活和活跃
内在构象变化的发现代表了在细菌和细胞溶质系统中没有相似性的有丝分裂核糖体的门控机制
阿列克谢·阿蒙茨补充说:“总之，这些数据从分子角度揭示了蛋白质是如何在人类线粒体中合成的。”
塞维多夫·查班，艾比奇公司首席电子显微镜科学家，戴蒙德评论道；“在戴蒙德，我们正在推动物理和生命科学中可测量的界限，这一最新进展是对参与目前常规可实现目标的团队的赞扬
阿列克谢的工作最重要的方面是有丝分裂核糖体和氧杂1L之间的相互作用以及相关的灵活性
丝裂核糖体如此灵活的事实并不新颖，但与氧杂1L相互作用相关的特殊灵活性是
这对膜蛋白的合成很重要，包括呼吸链蛋白
总的来说，这项工作极大地拓宽了我们对有丝分裂核糖体功能的理解
阿列克谢·阿蒙茨实验室的工作解决了另一个关于我们所知的创造生命所必需的基本生物过程的谜团
" 40年前人类线粒体基因组的测序是线粒体研究的一个转折点，为线粒体跨膜蛋白的合成提供了一个假定的专门机制
事实上，已发现的人类有丝分裂核糖体的门控机制代表了一种独特的现象
因此，结构数据提供了对生物能蛋白质如何在我们体内合成的基本理解
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