每個真核細胞都有被稱為線粒體的微小“發(fā)電廠”，為有氧生物產(chǎn)生大多數(shù)通用的能量貨幣多用ATP。
線粒體產(chǎn)生ATP的主要方式是氧化磷酸化，這是通過由專門傳遞電子的四種膜蛋白復合體——復合體 I、II、III 和 IV構(gòu)成的兩條呼吸鏈（復合體I、III 和 IV與II、III 和 IV）與可以利用呼吸鏈傳遞電子時產(chǎn)生的跨膜質(zhì)子梯度合成ATP的復合體V即F1F0-ATP合酶的偶聯(lián)合成出來的。
一開始，科學家認為復合體之間是獨立的，它們之間靠流動的電子傳遞體（輔酶Q和細胞色素c)傳遞電子。后來，卻發(fā)現(xiàn)，在需要的時候（提高傳遞電子的效率），相鄰的復合體可以緊密的結(jié)合在一起形成所謂的“超級復合體”或“呼吸體”。已發(fā)現(xiàn)由復合體 I、III 和 IV 相互作用形成的超級復合物。 但一直沒有人發(fā)現(xiàn)包括復合體II的超級復合體。
在哺乳動物線粒體中，超級復合物在膜中與復合物體V 在空間上分離，其中超級復合物僅存在于沒有彎曲皺褶的內(nèi)膜區(qū)域。 然而，在四膜蟲這樣的單細胞真核生物線粒體中，僅包含具有彎曲的內(nèi)膜，因此對于這樣的線粒體內(nèi)膜上的超級復合體的構(gòu)成會有什么不一樣的地方吸引了有奧胡斯大學科學家為首的一個國際研究團隊的注意。
現(xiàn)在，他們使用冷凍電鏡的方法，發(fā)現(xiàn)了由復合體 I、II、III 和 IV構(gòu)成的完整的超級復合體。該結(jié)果剛剛發(fā)表在最新一期的Nature上。
對此，參與研究的Rasmus Kock Flygaard 博士表示：“有史以來第一次，我們已經(jīng)證明復合體 II 也可以形成超級復合物的一部分，這顯示了 ATP 形成過程的令人難以置信的優(yōu)化。此外，通過我們的結(jié)構(gòu)，我們可以看到超級綜合體并沒有遵循簡單的建設計劃，相反，存在著令人驚訝的多樣性，這在以前是不可能的。”
來自四膜蟲的超級復合體已經(jīng)用無數(shù)蛋白質(zhì)和額外的結(jié)構(gòu)域重建和擴展，這總體上賦予了超級復合體一個彎曲的膜結(jié)構(gòu)上，因此它完全適應并發(fā)展為存在于彎曲的膜中。 這是一個令人難以置信的例子，說明大自然如何能夠使原本保守的蛋白質(zhì)復合物適應新環(huán)境以維持功能。
現(xiàn)在，研究者研究了四膜蟲這種單細胞真核生物的呼吸鏈膜蛋白的結(jié)構(gòu)，有了全新的發(fā)現(xiàn)。 還有更多的單細胞真核生物等待被描述，這樣就可以更細致地了解生命是如何進化和適應的。
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文章已于2023-05-15修改
