具有不同進(jìn)化歷史的蛋白質(zhì)現(xiàn)在可以完成同樣的工作
線粒體是具有細(xì)胞核的細(xì)胞的必需細(xì)胞器 - 被稱為真核細(xì)胞。這些是構(gòu)成真菌,植物和動(dòng)物(包括人類)的細(xì)胞。線粒體像微小的發(fā)電廠一樣工作,將營養(yǎng)物質(zhì)消化產(chǎn)生的能量處理成細(xì)胞可以使用的形式。然而,它們還有許多其他功能 - 這是由圖賓根大學(xué)生物化學(xué)研究所的Doron Rapaport教授領(lǐng)導(dǎo)的工作組的研究重點(diǎn)。
幾乎所有線粒體蛋白都在細(xì)胞核中編碼,并且在細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生后,必須進(jìn)入線粒體??茖W(xué)家們知道面包酵母外部線粒體膜中的蛋白質(zhì)復(fù)合物,它介導(dǎo)新制造的蛋白質(zhì)整合到膜中。然而,直到現(xiàn)在還不知道哪種蛋白質(zhì)在其他真核細(xì)胞中發(fā)揮作用。在一項(xiàng)新研究中,蒂賓根研究人員描述了他們?nèi)绾卧趩渭?xì)胞寄生蟲中發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的蛋白質(zhì)復(fù)合物 - 從而揭示了一個(gè)收斂進(jìn)化的案例。也就是說,不同物種的特征,分子或器官非常相似,但在不相關(guān)的生物體中獨(dú)立發(fā)展。該研究現(xiàn)已在最新版的eLife中提供。
蒂賓根生物化學(xué)家將酵母與錐蟲進(jìn)行比較 - 錐細(xì)胞是一種單細(xì)胞生物,在脊椎動(dòng)物中作為寄生蟲出現(xiàn),也被稱為人類昏睡病的致病生物。研究人員在錐蟲中交換了來自酵母和pATOM36的蛋白質(zhì)復(fù)合物Mim1 / Mim2,證明了它們的功能相對(duì)應(yīng):“這些蛋白質(zhì)復(fù)合物在其組成上不相似 - 它們具有不同的氨基酸構(gòu)建模塊 - 也不是它們的結(jié)構(gòu)排列”。 Rapaport說。“然而,pATOM36幾乎可以復(fù)制酵母細(xì)胞的所有功能如果你帶走他們的Mim1 / 2就需要。“與伯爾尼大學(xué)的AndréSchneider教授領(lǐng)導(dǎo)的小組一起工作,科學(xué)家們證明交換也是另一種方式:如果錐蟲沒有他們的pATOM36,那么Mim1 / Mim2復(fù)合物能夠取代它。結(jié)果還表明在線粒體外膜中沒有其他蛋白質(zhì)參與這種轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物。
“Mim和pATOM36是趨同進(jìn)化的產(chǎn)物。它們只有在真菌和錐蟲的祖先分化成不同的進(jìn)化系后才會(huì)出現(xiàn),”Rapaport解釋說?,F(xiàn)在可以進(jìn)行進(jìn)一步的比較研究,以揭示兩種蛋白質(zhì)復(fù)合物的共同基本結(jié)構(gòu)和功能,這兩種蛋白質(zhì)復(fù)合物已經(jīng)通過不同途徑進(jìn)化,但得到了相同的結(jié)果。下一個(gè)主要挑戰(zhàn)是鑒定蛋白質(zhì)復(fù)合物,它在高等生物中發(fā)揮作用 - 尤其是在人類中。
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