線(xiàn)粒體作為細(xì)胞能量工廠(chǎng)，對(duì)人體至關(guān)重要：它們擁有1000多種不同的蛋白，這些蛋白是許多中心代謝途徑所必需的。線(xiàn)粒體的功能障礙會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，尤其是神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心臟疾病。為了運(yùn)輸?shù)鞍缀痛x物，線(xiàn)粒體含有一組特殊的所謂β-桶膜蛋白，它們?cè)诰€(xiàn)粒體外膜上形成運(yùn)輸孔。到目前為止，科學(xué)家們還無(wú)法解釋驅(qū)動(dòng)這些β-桶膜蛋白生物發(fā)生的分選與組裝復(fù)合物（sorting and assembly machinery, SAM）的運(yùn)作模式。

在一項(xiàng)新的研究中，日本京都大學(xué)的Toshiya Endo教授、德國(guó)弗萊堡大學(xué)的Nils Wiedemann教授和Nikolaus Pfanner教授以及波恩大學(xué)的Thomas Becker教授帶領(lǐng)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)破解了SAM復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Mitochondrial sorting and assembly machinery operates by β-barrel switching”。

SAM復(fù)合物通常由兩個(gè)名為Sam50的β-桶狀膜蛋白亞基組成，這兩個(gè)β-桶狀膜蛋白亞基的外部被另外兩個(gè)亞基Sam35和Sam37所覆蓋。這些研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然SAM復(fù)合物形成了一種新的β-桶膜蛋白，但是它只包含一個(gè)Sam50。第二個(gè)β-桶膜蛋白亞基作為一個(gè)靈活的占位器（placeholder）發(fā)揮功能：它暫時(shí)離開(kāi)SAM復(fù)合物，為新的β-桶膜蛋白形成騰出空間。這種動(dòng)態(tài)機(jī)制展示了新的β-桶膜蛋白如何在SAM復(fù)合物中成熟到完整的尺寸，并且只能作為完全折疊的蛋白釋放。Wiedemann解釋說(shuō)，“這使我們能夠識(shí)別出在我們的細(xì)胞中發(fā)揮著至關(guān)重要的功能的膜蛋白形成的新原理?！?

參考資料：

1.Hironori Takeda et al. Mitochondrial sorting and assembly machinery operates by β-barrel switching. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-020-03113-7.

2.The basis for mitochondria, essential cellular powerhouses

https://phys.org/news/2021-01-basis-mitochondria-essential-cellular-powerhouses.html