叶绿体是动物以及藻类细胞中可以经由过程光互助用将光能转化为化学能的细胞器。作为一种由两层膜包被的非凡细胞器，叶绿体含有自身的基因组，且其表达是与核基因组的表达慎密协调的。叶绿体的卵白质有两种来历，有一小部门（50-200个）由叶绿体基因组编码，而年夜大都的其他叶绿体卵白质（2000-3000个）则由核基因编码。核基因编码的叶绿体卵白前体（preprotein）是于细胞质中由80 S核糖体合成，其氨基端带有一段转运肽（transit peptide）。转运肽具备近似进入叶绿体的入场券的作用。前体卵白需要经由过程位在叶绿体表里膜上的卵白质转运体复合物（ 传送器 ）介导被输送到叶绿体中。位在叶绿体外膜上的卵白转运体被称为TOC（Translocon on the Outer Chloroplast membrane），而位在内膜上的转运体为TIC（Translocon on the Inner Chloroplast membrane）。TOC以及TIC是由多个卵白亚基构成的膜卵白复合体，可介导浩繁差别叶绿体卵白的跨膜转运。它们对于在叶绿体的天生、光互助用复合体的拆卸和各类代谢路子的运行起着要害作用。

于已往30年，构成TOC以及TIC的差别卵白亚基陆续被发明并获得鉴定以及研究。最近几年来的事情展现了动物以及绿藻叶绿体中存于一种由TOC以及TIC配合构成的超份子复合体（TOC-TIC超复合体）。然而，TOC以及TIC中各亚基之间怎样拆卸于一路造成输送卵白质的孔道？两者之间怎样进一步拆卸造成超过表里膜的超份子复合体，前体卵白的运输路径位在传送器的哪一个部位？这一系列的要害科学问题有待进一步阐明。

1月26日，中国科学院生物物理研究所柳振峰课题组与瑞士日内瓦年夜学传授Jean-David Rochaix互助，于《天然》（Nature）上，于线揭晓了题为Architecture of chloroplast TOC-TIC translocon supercomplex的研究论文。

图1.叶绿体TOC-TIC超复合体卖力将胞质中合成的前体卵白转运进入叶绿体。超复合体中的差别卵白质亚基以差别的彩色加以区别，灰色部门为内膜以及外膜的一部门。配景的左上角为细胞核以及内质网，右下角为叶绿体的一部门。

该研究经由过程剖析莱茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii来历的TOC-TIC超份子复合体的冷冻电镜布局（图1），发明并定位构成该复合体的13个差别卵白亚基。除了Tic214卵白由叶绿体基因编码外，其他卵白均由核基因编码。这些卵白配合构成了位在外膜的TOC复合物、膜间隙复合物（ISC）以及位在内膜的TIC复合物。最年夜的一个膜卵白Tic214超过内膜、膜间隙以及外膜，犹如一座桥毗连了位在表里膜以及膜间隙的差别卵白亚基，可能起到近似脚手架的作用（图2）。位在外膜上的TOC复合物重要由Toc3四、Toc90以及Toc75配合造成，Ctap4-Ctap3复合物位在Toc90的侧面。Toc90以及Toc75卵白于外膜上造成一种混淆的 -桶状布局，有一个朝向胞质侧的进口以及两个朝向膜间隙开放的出口，且有一个面向膜内脂双层的侧向启齿。Toc90以及Tic214彼此作用的界面上存于一个六磷酸肌醇（也称植酸，InsP6）份子，起到不变TOC复合物装置的作用。膜间隙复合物重要包孕Tic21四、Tic100、Tic5六、Ctap3以及Ctap5，它们彼此环绕纠缠并造成梯形塔状布局。位在内膜上的TIC复合物重要包����Ϸapp孕Tic21四、Tic20、Ctap5，和三个别离定名为Simp一、Simp2以及Simp3的小亚基。研究于Tic214以及Tic20界面的孔道中发明四个脂类份子，且它们具备不变内膜复合物拆卸以及避免渗漏的作用。

图2.TOC-TIC超复合体中各卵白亚基的定位以及拆卸。

科研职员对于TOC以及TIC复合物中的孔道特性举行过细阐发，并经由过程份子动力学模仿对于转运肽以及TIC复合物的彼此作用举行猜测。此外，该研究不雅察到别离位在TOC以及TIC中的两个孔道是由位在膜间隙区的外貌沟槽毗连。于综合思量此宿世物化学以及功效研究结果的根蒂根基上，该团队提出前体卵白可经由过程TOC-TIC超复合体中的多个差别转运路子举行分选以及进入叶绿体内部的差别微区。

研究事情获得国度天然科学基金国度卓异青年科学基金工程、中科院不变撑持根蒂根基研究范畴青年团队规划、中科院战略性先导科技专项（B类）、国度重点研发规划的撑持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05744-y

出格声明：本文转载仅仅是出在流传信息的需要，其实不象征着代表本消息网不雅点或者证明其内容的真实性；如其他媒体、消息网或者小我私家从本消息网转载使用，须保留本消息网注明的“来历”，并自大版权等法令义务；作者假如不但愿被转载或者者接洽转载稿费等事宜，请与咱们联系。/爱游戏