呼吸复合体I中G527E突变导致濒危亚平宁棕熊线粒体生物能量功能受损的机制研究

来自意大利的研究团队针对濒危亚平宁棕熊种群，通过细胞实验与分子动力学模拟，揭示了线粒体ND5亚基G527E突变对呼吸复合体I功能的损害机制。该突变导致跨膜电位降低40%、钙摄取减少25%，活性氧增加45%，并破坏质子通道水合动力学，为保护基因组学及人类线粒体疾病研究提供了关键实验依据。

　　

通过整合细胞实验与分子动力学模拟，研究人员揭示了亚平宁棕熊（濒危物种，现存约50只）线粒体呼吸复合体I中ND5亚基的G527E突变对生物能量功能的损害机制。实验显示，该突变使线粒体跨膜电位下降约40%，钙离子摄取能力降低25%，同时活性氧（ROS）生成增加45%。对熊原代成纤维细胞的进一步验证表明，突变个体氧消耗量减少且线粒体更新功能受损。

分子动力学模拟发现，G527E突变导致ND5及其关联亚基NDUFB8刚性增强，并改变复合体I内部关键水通道的水合动力学特性——这些通道对质子泵功能至关重要。该研究首次在非模式濒危物种中通过多学科方法（保护基因组学+细胞生物学+计算生物物理学）验证了有害突变的表型效应，不仅为小种群遗传退化研究提供范例，更为人类线粒体疾病（如复合体I缺陷症）的机制解析提供了进化生物学视角。