Science子刊：人体能量供应机制的一个重要组成部分

人体和经济或许并没有你想象的那么不同。如果能源供应中断，整个系统就会出现问题。在人类体内，一种名为MICOS的蛋白质复合体在我们自身的能源供应链中发挥着重要作用。如果MICOS复合体的功能受损，可能会导致严重的退行性和代谢性疾病。萨尔大学和Max Delbrück分子医学中心的研究人员在《科学进展》杂志上发表了一篇论文，为MICOS蛋白复合体的功能提供了重要的见解。

　　

能源供应是经济生活的重要组成部分。每当核心服务或关键工业部门因能源供应问题而面临倒闭的风险时，社会和经济之间的复杂相互作用就会受到危害。简而言之，如果一家面包店没有足够的天然气来驱动它的烤箱，它将无法烤出任何面包。这种依赖也存在于人体中。

就人类生理而言，线粒体扮演着工业能源供应者的角色，这就是为什么它们经常被称为驱动我们细胞的“能量源”。在线粒体内，复杂的生物化学过程发生，将我们吃下的碳水化合物中所含的能量转化为重要的能量储存分子ATP(三磷酸腺苷)。ATP本质上是为活细胞中所有过程提供动力的“燃料”。如果ATP的产生因某种原因被抑制，可能会对人体造成严重的后果，包括严重的疾病和死亡。

线粒体中发生ATP合成的区域被称为嵴，是内线粒体膜上折叠的突起。萨尔大学医学生物化学教授Martin van de Laan解释说:“这种冠状结构的分子机器就像涡轮机一样，通过控制氢离子的流动来驱动ATP的合成。”范德朗教授补充说:“只有在线粒体内部精细结构和嵴形成持续保持的情况下，这种优雅的机制才能发挥作用。”通过与他的团队以及柏林Max Delbrück分子医学中心的同事们的合作，van der Laan已经能够深入了解一个大型复杂的支架样蛋白组装的分子结构，它在控制冠状嵴结构中起着重要的作用。他们的研究结果已经发表在国际著名杂志《科学进展》上。

这个分子装置，被称为线粒体接触点和嵴组织系统(Mitochondrial Contact Site and Cristae Organizing System MICOS)，有效地发挥着嵴隔间的入口大门的作用。MICOS蛋白亚基Mic60和Mic19都具有膜成形能力，它们共同发挥着“门卫”的作用，只允许特定的分子进入或退出嵴内部。该研究团队现在已经展示了MICOS组件Mic60和Mic19是如何形成丝状束的，这些束可以自行组装，形成跨越嵴入口的拱形分子结构。范德朗教授解释说:“这个圆顶状的组装物被弹性地拴在线粒体膜上。”“MICOS的设计和架构为我们提供了重要的见解，让我们了解MICOS如何作为一个灵活但可控的进入嵴的门户，从而调节线粒体能量代谢。”

这一突破的实现得益于两个参与研究小组的密切合作，他们成功地将纯化和结晶MICOS片段的结构解析数据与活细胞中转基因MICOS变体的靶向功能分析结果结合起来。

这些突破性的新结果为这一令人兴奋的主题的进一步跨学科研究铺平了道路。后续研究将检查和分析现已确定的拱顶状结构，以确定其对嵴结构和功能以及对线粒体能量代谢的意义。展望未来，van der Laan补充说:“我们希望我们的工作将带来其他重要的进展，这反过来将提高我们对线粒体功能障碍引起的疾病的理解。”

文章标题

Structural insights into crista junctions formation by the Mic60-Mic19 complex