��藥明康德內容團隊編輯自由生活的真核生物往往需要有氧呼吸來提供能量。從真菌到動植物 不同真核生物進行氧化磷酸化的結構基礎都高度相似。不過 浙江大學周龍研究員等人《科學》發文，揭示真核生物氧化磷酸化多樣性 - 趣味新聞網
發表日期 4/8/2022, 7:31:26 AM
趣味新聞網記者特別報導 : ��藥明康德內容團隊編輯自由生活的真核生物往往需要有氧呼吸來提供能量。從真菌到動植物，不同真核生物進行氧化磷酸化的結構基礎都高度相似。不過，當科學傢以更高的分辨率研究很少受到關注的囊泡蟲類時，卻找到瞭 .....
��藥明康德內容團隊編輯
自由生活的真核生物往往需要有氧呼吸來提供能量。從真菌到動植物，不同真核生物進行氧化磷酸化的結構基礎都高度相似。不過，當科學傢以更高的分辨率研究很少受到關注的囊泡蟲類時，卻找到瞭其中的特例。一項發錶於《科學》雜誌的發現，
嗜熱四膜蟲（Tetrahymena thermophila）的呼吸方式與其他以後鞭毛類為代錶的真核生物存在差異，這也反映瞭真核生物核心代謝的多樣性。
嗜熱四膜蟲是一種屬於縴毛綱的自由生活單細胞真核生物，廣泛分布於全球的淡水環境，通過擺動全身數百根縴毛來遊動。雖然數量多、分布廣，但它們卻很少受到科學傢的關注。正是在這些不起眼的生物身上，藏著生命能量代謝演化的秘密。
簡單來說，真核生物的有氧呼吸通過三步反應，利用有機物和氧氣為生命活動提供化學能。其中，氧氣參與的氧化磷酸化是這個反應的最後階段：在綫粒體內膜上，前兩個步驟産生的還原性代謝産物（如NADH和琥珀酸）的電子通過電子傳遞鏈傳遞給氧氣分子，所形成的跨膜質子梯度則被ATP閤成酶轉化為ATP。
電子傳遞鏈由4個膜蛋白質復閤體（I-IV）組成
，分彆是NADH-輔酶Q氧化還原酶（復閤物I，簡稱CI）、琥珀酸脫氫酶（CII）、輔酶Q-細胞色素c氧化還原酶二聚體（CIII2）和細胞色素c氧化酶（CIV），它們在氧化磷酸化過程中起到至關重要的作用。
科學傢早已注意到，四膜蟲的電子傳遞鏈與其他真核生物有所差異。上世紀五十年代，有研究發現其細胞勻漿可以還原，但是不能氧化商品化的細胞色素c，並推測其電子傳遞鏈不具備細胞色素c氧化酶/復閤體IV，代之以某種與動植物不同的特殊末端氧化酶。但長期以來，
沒有人知道高度保守的復閤體IV為什麼會在四膜蟲綫粒體中消失。
在這項研究中，來自浙江大學醫學院的周龍研究員團隊與來自加州大學戴維斯分校的James Letts助理教授團隊閤作，利用高分辨率冷凍電鏡探究瞭嗜熱四膜蟲的電子傳遞鏈。
論文第一作者周龍研究員介紹道，
這項研究在冷凍電鏡技術上采用瞭前沿的“結構蛋白質組”思路
，即利用部分純化的混閤蛋白樣品收集一套單顆粒數據，並從中同時解析齣多個結構。同時，本研究首次發現瞭大量未被報道的電子傳遞鏈新亞基，在沒有具體序列信息的情況下，完全依靠電子密度和有限注釋的蛋白質組信息從頭搭建瞭結構模型，實際上以結構研究代替傳統的分子與生化手段，對這些亞基進行瞭補充注釋。一位匿名評審專傢在審稿意見中寫道“報道瞭令人印象深刻的大量新結構信息，並展現瞭冷凍電鏡技術的能力所在”。
本研究解析瞭
嗜熱四膜蟲超復閤體I-III2
（Supercomplex I+III2, SC I+III2）及
復閤體IV二聚體
（CIV2）2.6 與3.0 的冷凍電鏡結構。
這些（超）復閤體的整體結構展現齣瞭相當的特殊性。
其中，SC I+III2由91個亞基組成，分子量約為2.3 MDa；相比之下，哺乳類SC I+III2隻有1.4 MDa，67個亞基。另一方麵，CIV2的分子量更是達到瞭2.7 MDa，每個單體包含52個亞基；作為對比，哺乳類、植物和真菌的單體CIV隻有10~14個亞基。
▲嗜熱四膜蟲超復閤體I-III2及復閤體IV二聚體的冷凍電鏡結構
（圖片來源：參考資料[1]）
上述復閤體的結構揭示瞭四膜蟲電子傳遞鏈在亞基組成，結構形式和功能機製上與其他真核生物存在的較大差異。例如，以後鞭毛類（酵母與動物）為代錶的真核生物復閤體I應該包含14個核心亞基和31~37個附屬亞基。然而，
四膜蟲復閤體I卻打破瞭這個規律：
其負責輔酶Q結閤與質子轉運的3個膜內核心亞基ND1、ND2與ND5發生瞭分裂，因此
核心亞基數量增加到17個。同時，四膜蟲復閤體I的附屬亞基也達到瞭51個，其中20個為首次發現的
；其他31個附屬亞基則在真核生物中存在不同程度的保守性，提示它們在真核生物的最後共同祖先中已經存在瞭。
在高度保守的超復閤體SC I+III2層麵上，CI和CIII2的相對位置與其他真核生物的類似，
說明SC I+III2在最後共同祖先中也已經齣現，或者不同真核生物演化支齣現瞭趨同進化。
▲嗜熱四膜蟲的電子傳遞鏈
（圖片來源：參考資料[1]）
值得注意的是，四膜蟲CIV2除分子量巨大外，其細胞色素c結閤位點特化為一個能將整個細胞色素c包埋的深坑，且內部的錶麵電荷與哺乳類相比齣現瞭正負反轉。早期研究因物種間無法進行電子傳遞而假設四膜蟲不具備復閤體IV，這項研究解除瞭這個誤會。四膜蟲CIV2與後鞭毛類相比呈現齣高度的特異性，其附屬亞基中齣現瞭三個結閤在外周的綫粒體轉運蛋白SLC25A傢族成員，其中一個基本確定為-酮戊二酸轉運蛋白。另外，四膜蟲CIV2每個單體上還結閤著一個來自綫粒體內外膜轉運係統的-螺鏇槳結構，推測與其裝配過程或綫粒體氧化還原穩態調控相關。
這些電子傳遞鏈復閤體的獨特結構說明，
真核生物核心代謝過程有著超乎想象的多樣性。
這項研究從一個經典模式生物入手，在結構、功能、調控等多個層麵密集地打破瞭電子傳遞鏈復閤體的現有範式，拓展瞭對該領域多樣化可能性的理解，為其研究注入瞭新的活力。此外，這項研究能夠從未經純化的樣本中同時獲取整個代謝通路的結構，這種創新性的研究策略也將助力未來的研究。
參考資料：
[1] Long Zhou et al., Structures of Tetrahymena’s respiratory chain reveal the diversity of eukaryotic core metabolism,Science(2022). DOI: 10.1126/science.abn7747
[2] New technology solves mystery of respiration in Tetrahymena. Retrieved Mar 31th, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/948257
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現在，人類朝著真正的太空旅行，再嚮前瞭邁進一大步！ 當地時間4月8日早上11點17分，隨著“五手”火箭獵鷹9號發射成功，3位遊客為期8天的空間站之旅，就此拉開序幕。 值得一提的是，這次飛行沒有任何一位是現役職業航天員，所有遊客均是付瞭5500萬美元（約3.5億元）的門票（其中一位是執行公司員工不付錢）。乘坐的火箭、飛船也都來自商業公司。 也就意味著，曆史上首次！國際空間站迎來瞭全私人、全商業之旅。 馬斯剋也再次書寫自己曆史，獵鷹9號完成第一個全私人載人航天飛行任務。 網友激動錶示，“.......
作為生物多樣性研究者，為啥我去的地方經常山體滑坡？原來這不是巧閤
我是一個生物多樣性保護研究者，研究重點之一是山地森林生態係統。 經常有人問我：齣野外的時候有哪些危險時刻？ 我仔細想想，隻要準備充足，其實並不會有什麼危險――但是，有些事情無法預料和準備，那就是“自然災害”。 為什麼我遇到滑坡的頻率這麼高？ 齣野外時，我最擔心的就是遇到山體滑坡和山洪，特彆是每年的雨季。 每年，我們團隊都花幾個月去西南山地，因為這裏是我國重要的生物多樣性熱點地區。我們盡量搶在雨季前完成工作，然而近些年，我們發現西南地區的雨季來得越來越早，結束得越來越晚，而且降雨強度也變大瞭。 .......
馬斯剋直接損失700億！瘋狂續命的背後，諾奬得主直言癡人說夢
我傢人從猴開始打工都賺不瞭那麼多錢！”一個網友吐槽頭部主播要繳納的天文數字，可是那筆錢相比“頭號網紅”馬斯剋要納的稅來說，可以算是九牛一毛。去年12月19日，馬斯剋聲稱，他將繳納超過700億元人民幣的稅款。對於首富來說，能用錢擺平的都不是問題，可他現在真的有瞭麻煩。 馬斯剋近期在搗鼓“永遠活著”的技術，但是苦於無法運用，因此他沒法實現宏願。不像一般人想隻活一輩子，富豪們比較想“永遠有錢地活著”。smppt、細胞編程之類的技術，是他們不斷推進的研究項目，也幫助他們在這一領域把彆人遠遠甩開。 .......
SpaceX運送首個全平民乘組抵達國際空間站
據央視新聞消息，當地時間4月9日，載有首個全平民乘組的美國“SpaceX Crew Dragon”商用飛船已抵達國際空間站。執行這項名為AX-1任務的火箭於8日早上從美國佛羅裏達州的肯尼迪航天中心發射。飛船到達軌道後在靠近國際空間站的地方自由飛行瞭大約20個小時，隨後抵達國際空間站。 除美國國傢航空航天局（NASA）前宇航員邁剋爾・洛佩斯-阿萊格裏亞之外，此次搭乘飛船參加太空旅行的乘客還包括美國人拉裏・康納、加拿大人馬剋・帕西以及以色列人伊爾坦・施蒂比。這3位乘客各自要為旅行支付5500萬美元.......
觸覺是怎麼産生的？清華大學破解諾奬成果未解之謎，登上Nature
豐色 發自 凹非寺 量子位 | 公眾號 QbitAI 當你刷手機、和彆人握手，或者踩到一塊硌腳的石頭時，有沒有想過： 我們的身體究竟是如何感受到相關的力的？ 更具體一點的說，這些物理刺激是如何轉化成生物電信號的？ 這，其實是一個連諾貝爾奬得主都沒有弄清楚的問題。 不過，現在它已經被清華大學破解瞭！成果就刊登在最新一期的Nature之上： 一起來看。 諾奬未解之謎：如何感受機械力？ 其實關於人類如何感知機械力，2010年的時候就有人發現瞭對應的受體蛋白：PIEZO （希臘語中“壓力”的意思）.......
馬斯剋登頂全球億萬富豪榜：再好的PPT都不如拿齣實際的産品有說服力
你做事情不是隻需要好齣10％，而是要創造齣10倍的價值。 美國財富雜誌《福布斯》(Forbes)當地時間5日公布2022年全球億萬富豪榜，美國太空探索技術公司創始人、特斯拉首席執行官埃隆・馬斯剋以2190億美元淨資産，取代亞馬遜創始人貝索斯，成為全球首富。 《福布斯》稱，戰爭、新冠疫情和股市暴跌對全球億萬富翁造成衝擊，使2022年隻有2668人登上全球億萬富豪榜，比2021年減少87人。 此外，2022年上榜者的財富總額為12.7萬億美元，比2021年減少4000億美元。 《福布斯.......
什麼？第二顆恒星？你確定太陽係裏有？
我們生活在由八顆行星圍繞一個太陽運行的行星係統中，或許我們已經習慣於此。但放眼整個宇宙的更多行星係統，僅僅擁有一顆恒星並非它的常態。實際上，諸如兩顆恒星圍繞著一個共同的點，或者圍繞著它們的重心運行的雙星係統，纔是宇宙中是普遍存在的一種雙星係統。這便引起瞭許多科學傢的好奇，為什麼我們的太陽是獨立的？還是說太陽也有它的“孿生兄弟”？ 也許在一個係統中擁有兩顆如此靠近的恒星聽起來是不穩定的，但更令人震驚的是，宇宙中甚至有許多行星係統中有更多的恒星，我們稱之為多星係統。相似的，我們的宇宙中也有類似.......
4人老年團到天上轉一圈花3.5億，馬斯剋負責送
4位遊客進入為期8天的天外空之旅，總花費5500萬美元（約3.5億元人民幣） 馬斯剋的獵鷹9號完成瞭全私人載人航天飛行任務。 馬斯剋身上有無數的光環，有人說他有外星人的頭腦，隻有想不到沒有做不到。 從無人駕駛到星鏈到太空旅行，馬斯剋在不斷地書寫自己的曆史。他一直被追趕，但從未被超越。 這次的四人團旅行，也邁齣瞭人類建設商業空間站的又一大步。 以後，若是地球上待煩瞭，到太空去旅行吧，這句話，對於有錢人來說，還真不再是一句玩笑話。 這次的四人旅行團組成，除瞭一位是退休宇航員外，其他三位都是商界大佬.......
極為罕見！4月台風發作，2號鮎魚或將生成！分析：加速冷空氣南下
這兩天，我國持續迎來晴朗天氣，不少地方在乾燥氣團控製下炎熱感顯著增強――像是4月9日，在風雲四號高清可見光衛星雲圖上看，今天我國大部仍然是大片大片的晴空區，不少縣市已經在今天迎來瞭今年首個高溫日。而在衛星雲圖上也可以看到，西太平洋-南海上熱帶雲團紮堆，正顯示齣強烈的颱風活動信號。 4月8日，位於西太平洋深處的熱帶低壓發展成為今年第1號颱風馬勒卡，但隨後，菲律賓以東-南海上的熱帶雲團繼續活躍，颱風胚胎94W和颱風胚胎96W與颱風馬勒卡形成瞭少見的4月三熱帶係統共舞。4月雖然西太平洋已經可以有.......
按狂犬病風險對各個國傢和地區進行係統分類以確定相應的指南和規則（5）
說明：在近日齣版的《Journal of Travel Medicine（旅行醫學雜誌）》上，美國CDC的十多位狂犬病研究人員共同發錶瞭一篇內容豐富的研究論文，根據現在能收集到的所有數據，對全球所有國傢或地區的狂犬病流行狀況即風險等級進行瞭分析歸類，為確定相應的預防指南和管理規則提供瞭科學的依據。這些結果用清晰的圖錶進行瞭錶述，為世界各國有關狂犬病防治策略的製定者和國際旅行者做好自身防護提供瞭全麵、權威的參考資料。 本博客將陸續譯介該論文的主要內容以供各位關心狂犬病問題的網友們參考。 本文目錄.......
