线粒体呼吸链复合物的原位结构解析：揭示绿藻线粒体呼吸奥秘

《SCIENCE》：In-cell architecture of the mitochondrial respiratory chain

为探究线粒体复合物组织，研究人员用原位冷冻电镜解析绿藻复合物结构，意义重大。

　　线粒体通过氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）再生三磷酸腺苷（ATP）。这一过程由五个膜结合复合物共同完成，它们协同工作以转移电子和泵送质子，这些复合物统称为呼吸链（respiratory chain）。目前，这些复合物在天然细胞中的精确组织方式仍存在争议。研究人员利用原位冷冻电子断层扫描技术（in situ cryo–electron tomography），对莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）细胞中几种主要线粒体复合物的天然结构和组织方式进行可视化研究。结果发现，ATP 合酶（ATP synthases）和呼吸复合物分别聚集在嵴膜的弯曲区域和平坦区域。呼吸复合物 I、III 和 IV 组装形成呼吸体超复合物（respirasome supercomplex），研究人员由此确定了其 5 埃分辨率的天然结构，该结构显示了电子载体细胞色素 c（cytochrome c）的结合情况。结合 2.4 埃分辨率的单颗粒冷冻电镜（single-particle cryo–electron microscopy），研究人员构建了呼吸复合物在天然线粒体中组织方式的模型。这一研究揭示了呼吸体超复合物的组装方式，以及电子载体蛋白与这些组装体的结合细节，为深入理解天然细胞内的线粒体呼吸过程提供了重要线索。