Suppr超能文献

低温电镜技术揭示植物线粒体复合物 I 的特定特征和组装方式。

Specific features and assembly of the plant mitochondrial complex I revealed by cryo-EM.

机构信息

Institut Européen de Chimie et Biologie, U1212 Inserm, Université de Bordeaux, 2 rue R. Escarpit, F-33600, Pessac, France.

Plateforme protéomique Strasbourg Esplanade FRC1589 du CNRS, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.

出版信息

Nat Commun. 2020 Oct 15;11(1):5195. doi: 10.1038/s41467-020-18814-w.

Abstract

Mitochondria are the powerhouses of eukaryotic cells and the site of essential metabolic reactions. Complex I or NADH:ubiquinone oxidoreductase is the main entry site for electrons into the mitochondrial respiratory chain and constitutes the largest of the respiratory complexes. Its structure and composition vary across eukaryote species. However, high resolution structures are available only for one group of eukaryotes, opisthokonts. In plants, only biochemical studies were carried out, already hinting at the peculiar composition of complex I in the green lineage. Here, we report several cryo-electron microscopy structures of the plant mitochondrial complex I. We describe the structure and composition of the plant respiratory complex I, including the ancestral mitochondrial domain composed of the carbonic anhydrase. We show that the carbonic anhydrase is a heterotrimeric complex with only one conserved active site. This domain is crucial for the overall stability of complex I as well as a peculiar lipid complex composed of cardiolipin and phosphatidylinositols. Moreover, we also describe the structure of one of the plant-specific complex I assembly intermediates, lacking the whole P module, in presence of the maturation factor GLDH. GLDH prevents the binding of the plant specific P1 protein, responsible for the linkage of the P to the P module.

摘要

线粒体是真核细胞的能量工厂,也是重要代谢反应的发生地。复合物 I 或 NADH:泛醌氧化还原酶是电子进入线粒体呼吸链的主要入口,也是呼吸链复合物中最大的一个。其结构和组成在真核生物物种间存在差异。然而,目前仅有一组真核生物——后口动物,具有高分辨率结构。在植物中,仅进行了生化研究,这些研究已经暗示了绿色谱系中复合物 I 的特殊组成。在这里,我们报告了几种植物线粒体复合物 I 的冷冻电子显微镜结构。我们描述了植物呼吸复合物 I 的结构和组成,包括由碳酸酐酶组成的祖先线粒体结构域。我们表明,碳酸酐酶是一个仅有一个保守活性位点的异三聚体复合物。该结构域对于复合物 I 的整体稳定性以及由心磷脂和磷脂酰肌醇组成的特殊脂复合物至关重要。此外,我们还描述了在成熟因子 GLDH 存在的情况下,缺乏整个 P 模块的一种植物特异性复合物 I 组装中间体的结构。GLDH 可防止植物特异性 P1 蛋白的结合,该蛋白负责将 P 与 P 模块连接。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/ded3/7567890/d791b7f1d0df/41467_2020_18814_Fig1_HTML.jpg

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