德国科学家成功揭示细胞线粒体呼吸链膜蛋白复合物Ⅰ的结构,并发现了分子复合物中的全新能量转换机制,细胞可通过该机制使用储存在营养中的能量。相关研究成果发表在7月1日的《科学》(Science)杂志网络版上。

  有氧呼吸是动植物进行呼吸作用的主要形式,细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用将糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量。细胞内的能量物质转换发生在线粒体中,因此线粒体是为细胞提供能量的“动力工厂”。其氧化过程由线粒体内膜上的4个呼吸链膜蛋白复合物(简称复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和IV)来完成。从20世纪50年代开始,关于这4个膜蛋白复合物的结构解析成为生物学界的热点和焦点,迄今为止,美国、日本和中国的科学家已分别解析了线粒体膜蛋白复合物Ⅲ、Ⅳ和Ⅱ的晶体结构,而复合物Ⅰ的精细结构却一直还是个谜。

  经过十几年的研究,德国科学家终于成功完成了线粒体呼吸链膜蛋白复合物Ⅰ晶体结构的X射线结构分析,这种巨大且极其复杂的复合物由40多个不同的蛋白质组成。德国弗赖堡大学生物化学与分子生物学研究所的卡罗拉·亨特教授、乌尔里克·勃兰特教授和沃尔克·齐克尔曼博士合作完成了这一重要研究。