加州理工学院的研究人员颠覆了数十年历史的线粒体蛋白进口模型

研究人员表明,许多线粒体蛋白在合成过程中进入细胞器,并在折叠模式和结构信号的指导下。这一发现修改了数十年的生化模型。线粒体是最常见的细胞器,因为它们会产生ATP(三磷酸腺苷),这是大多数细胞活性的主要能源。它们起源于[...]

来源:SciTech日报
加州理工学院的科学家发现,许多线粒体蛋白质在仍在制造的时候就开始进入细胞器,推翻了数十年的假设。图片来源:Shutterstock

研究人员表明,许多线粒体蛋白质在合成过程中在折叠模式和结构信号的引导下进入细胞器。这一发现修正了数十年的生化模型。

线粒体是最常被称为“细胞动力室”的细胞器,因为它们产生 ATP(三磷酸腺苷),这是大多数细胞活动的主要能量来源。它们起源于十亿多年前,当时祖先的古菌细胞与细菌形成了共生伙伴关系。

在进化过程中,线粒体对于新陈代谢和能量生产变得不可或缺,将其大部分遗传物质转移到宿主细胞。因此,它们现在依赖宿主来产生大部分蛋白质,这些蛋白质是由细胞器外的核糖体合成的,并且必须准确地转运到线粒体中。

加州理工学院的研究人员现已揭示了关于这些蛋白质如何从细胞质(细胞核周围的液体)中的核糖体转移到线粒体中的新见解。出乎意料的是,他们发现该途径受到蛋白质折叠机制的强烈影响。

Shan 和她的同事发现,在核糖体形成蛋白质的第一个大结构域之后,近 20% 的线粒体蛋白质可以在翻译过程中被输入。图片来源:Shan Lab/加州理工学院

“事实证明,将蛋白质定位到线粒体涉及一个多层、复杂的途径,该途径围绕蛋白质折叠的生物物理原理,”加州理工学院 Altair 化学教授单书欧 (Shu-ou Shan) 说。

挑战传统模式

氨基酸 单元格

难以折叠的蛋白质和导入时机

分子信号和靶向序列

DOI:10.1016/j.cell.2025.07.021 美国国立卫生研究院 加入 SciTechDaily 时事通讯。 谷歌 发现 新闻