线粒体 ATP 合成体

在线粒体中制造 ATP 的末端步骤需要由两个马达组成的 ATP 合酶（F(0)F(1)）、磷酸盐转运蛋白（PIC）和腺嘌呤核苷酸转运蛋白（ANC）。在温和条件下，这些实体可亚分级分离为 ATP 合酶/PIC/ANC 复合物，即“ATP 合成体”（Ko, Y.H., Delannoy, M, Hullihen, J., Chiu, W., and Pedersen, P.L. (2003) J. Biol. Chem. 278, 12305-12309）。作为获取该大型复合物或“代谢体”的三维信息以及其中 PIC 和 ANC 位置的第一步，我们将 ATP 合成体分散为单个复合物，并通过电子显微镜（EM）观察了负染色图像，清晰显示了经典的头部、中心柄和基部。平行的免疫-EM 研究揭示了 PIC 和 ANC 的存在，且非中心地位于基部，其他研究提示 ATP 合酶/PIC/ANC 的化学计量比接近 1:1:1。对单个 ATP 合成体图像（7506 个）进行框选，并使用 EMAN 软件获得了分辨率为 23 Å 的三维模型。值得注意的是，基部呈长椭圆形并包含两个结构域，其中较大的结构域与中心柄相连，而较小的结构域则表现为延伸部分。与已知结构的对接研究结合免疫-EM 研究表明，PIC 或 ANC 可能位于较小的结构域中，而另一个转运蛋白则位于较大结构域的附近。总的来说，这些发现支持了一种机制，即底物 ADP 和 P(i) 进入线粒体、在 F(1) 上合成 ATP 以及 ATP 的释放和运出是高度局部化且高度协同的事件。