Nature：線粒體功能障礙-神經萎縮蛋白1（OPA1）螺旋結構

2023年8月23日，來自美國國立衛生研究院Jenny E. Hinshaw小組在《自然》雜志發表了標題為“OPA1 helical structures give perspective to mitochondrial dysfunction. ”的研究論文，發現神經萎縮蛋白1（OPA1）螺旋結構揭示線粒體功能障礙。

據介紹，顯性視神經萎縮是導致兒童失明的主要原因之一。約60-80%的病例是由編碼OPA1的基因突變引起的，該蛋白在線粒體內膜融合和嵴重塑中起關鍵作用，對線粒體的動態組織和調節至關重要。OPA1基因突變會導致線粒體內膜和外膜在GTP酶介導下的融合過程失調。

研究人員使用冷凍電鏡方法來解析了在核苷酸存在和不存在的情況下，OPA1在脂膜管上組裝的螺旋結構問題。這些螺旋裝配組織成密集的蛋白質梯級，梯級間的連接極少，并表現出GTP酶結構域的核苷酸依賴性二聚化，這是dynamin超家族蛋白質的特征。OPA1的槳葉結構域還含有幾種獨特的二級結構，包括膜插入螺旋，這些結構加強了其與膜的結合。

這些結構特征揭示了致病點突變對蛋白質折疊、蛋白質間組裝和膜相互作用的影響。此外，在基于細胞的實驗中，破壞OPA1組裝界面和膜結合的突變會導致線粒體破碎，從而為這些相互作用的生物學相關性提供了證據。

文章來源：

Nyenhuis, Sarah B., Wu, Xufeng et al, OPA1 helical structures give perspective to mitochondrial dysfunction，DOI: 10.1038/s41586-023-06462-1,DOI: 10.1038/s41586-023-06462-1 Nature：最新IF：69.504