深圳子科生物報道：線粒體是由雙層膜包被的細胞器，在細胞內(nèi)持續(xù)發(fā)生融合和分裂以維持其正常功能。線粒體內(nèi)膜融合與外膜一樣，其缺陷導(dǎo)致線粒體DNA的丟失，小鼠胚胎致死，而人的OPA1突變還導(dǎo)致視神經(jīng)萎縮癥等遺傳疾病。饒子和與胡俊杰團隊前期合作闡明了線粒體外膜融合蛋白Mitofusin（MFN）介導(dǎo)膜拴連和融合的機制，今年年初又報道了酵母的線粒體內(nèi)膜融合蛋白Mgm1的結(jié)構(gòu)，提出了內(nèi)膜融合的初步模型。

近日，生物大分子國家重點實驗室孫飛課題組利用冷凍電鏡解析了OPA1在膜上裝配的結(jié)構(gòu)（https://doi.org/10.7554/eLife.50294），并提出了OPA1誘導(dǎo)膜形變的分子機理。不過，OPA1仍是發(fā)動蛋白（Dynamin）超家族中僅存的一個沒有高分辨率結(jié)構(gòu)的成員。

2020年5月7日，《Journal of Cell Biology》雜志在線發(fā)表了饒子和院士課題組與胡俊杰課題組合作的研究論文，題為“Structural insights into G domain dimerization and pathogenic mutation of OPA1”。該研究解析了線粒體內(nèi)膜融和蛋白OPA1的最小GTP酶結(jié)構(gòu)域（MGD）在結(jié)合GDP和氟化鈹狀態(tài)下的晶體結(jié)構(gòu)，闡明了OPA1的GTP酶結(jié)構(gòu)域二聚化的分子基礎(chǔ)，以及突變誘發(fā)疾病的原因。

饒子和院士和閆利明博士的團隊解析了人源OPA1-MGD的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其單體構(gòu)象與膜裂解蛋白Dynamin-1的GG（GTPase-GED）片段很相似，并形成了依賴核苷酸的二聚體。胡俊杰課題組通過酶活測定、體外多聚體分析和膜結(jié)合等生化實驗，以及細胞內(nèi)的線粒體形態(tài)回補實驗驗證了結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。此外，OPA1-MGD的N端存在一個類似卷曲螺旋的二聚化區(qū)段，能介導(dǎo)不依賴核苷酸的二聚化。OPA1的這兩種二聚化在維持線粒體形態(tài)中均起到重要作用。

原文標題：

Structural insights into G domain dimerization and pathogenic mutation of OPA1