Løsning af strukturen af ​​ATP -syntase

Et team af forskere ledet af Rosalind Franklin University Professor David M. Mueller, Ph.d., har løst strukturen af ​​mitokondrie ATP -syntase, et enzym, der danner ATP, Adenosintrifosfat, cellernes største energikilde.

I betragtning af vigtigheden af ​​ATP -syntase ved tankning af cellen, at bestemme enzymets komplette struktur har været en videnskabelig hellig gral, lovende at afsløre hemmeligheder om ATP -maskinen, der kan føre til terapeutisk målidentifikation og forhåndsforståelse af metabolisk sygdom og andre cellulære patologier.

"At forstå, hvordan enzymet rent faktisk fungerer, kræver viden om dets tredimensionelle molekylære struktur på atomniveau, "sagde Dr. Mueller, hovedforsker for undersøgelsen, der brugte kryo-elektronmikroskopi (kryo-EM) til at afsløre enzymet ved nær atomopløsning.

Den første komplette struktur af ATP-syntase giver bevis for den mekanisme, hvormed lægemidlet oligomycin hæmmer enzymet, og hvordan sygdomsfremkaldende mutationer forstyrrer molekylets funktion. At løse strukturen overvinder en barriere for at forstå dens sandsynligvis bredere funktion inden for sygdom og lægemiddelmekanismer.

Studiet, udgivet af tidsskriftet Videnskab via første udgivelse den 12. april, baner vej for bestemmelse af strukturer for andre funktionelle tilstande i ATP -syntasen, som har været genstand for strukturelle undersøgelser i årtier i laboratorier over hele kloden.

Dr. Mueller, en efterforsker i universitetets Center for Genetisk Sygdom, tog en anden tilgang i samarbejde med forskere fra National Institutes of Health og et team ved Harvard University. De brugte cryo-EM-analyse til at tyde den konstruerede ATP-syntase, som blev syntetiseret i gær og rekonstitueret til nanodiscs for at muliggøre strukturanalyse. Selvom cryo-EM ikke er nyt, fremskridt inden for teknologi har gjort det muligt at løse strukturen med nær atomopløsning.

"Denne undersøgelse illustrerer, hvordan en koordineret indsats fra forskere kan føre til et vigtigt mål, "Dr. Mueller sagde." Ingen af ​​os så på dette projekt fra vores eget særlige synspunkt. Vi var fokuseret på selve målet. Gennem samarbejde løste vi et problem, der individuelt, vi kunne ikke. "