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Jul 31, 2023

인간 OPA1에 의한 미토콘드리아 막 리모델링의 구조적 메커니즘

Nature 620권, 페이지 1101–1108(2023)이 기사 인용 3393 액세스 45 Altmetric Metrics 세부 정보 미토콘드리아 네트워크의 독특한 형태는 다양한 대사 및 규제를 지원합니다.

Nature 620권, 1101~1108페이지(2023)이 기사 인용

3393 액세스

45 알트메트릭

측정항목 세부정보

미토콘드리아 네트워크의 독특한 형태는 세포 기능과 운명을 결정하는 다양한 대사 및 조절 과정을 지원합니다1,2,3. 기계화학적 GTPase 시신경 위축 1(OPA1)은 크리스태의 구조에 영향을 미치고 미토콘드리아 내막4,5의 융합을 촉매합니다. 근본적인 중요성에도 불구하고 OPA1이 미토콘드리아 형태를 조절하는 분자 메커니즘은 불분명합니다. 여기에서는 세포 및 구조 분석의 조합을 사용하여 OPA1 의존성 막 리모델링 및 융합의 핵심인 분자 메커니즘을 조명합니다. 인간 OPA1은 지질 결합 패들 도메인을 통해 카디오리핀 함유 막에 내장됩니다. 패들 도메인 내의 보존된 루프는 이중층 깊숙이 삽입되어 카디오리핀이 풍부한 막과의 상호 작용을 더욱 안정화시킵니다. 패들 도메인을 통한 OPA1 이량체화는 막에 유연한 OPA1 격자의 나선형 조립을 촉진하여 세포에서 미토콘드리아 융합을 유도합니다. 더욱이, 막 굽힘 OPA1 올리고머는 막 삽입 루프를 외부 전단지 밖으로 끌어내고 막 리모델링 역학에 기여하는 형태 변화를 겪습니다. 우리의 연구 결과는 인간 OPA1이 어떻게 미토콘드리아 형태를 형성하는지 이해하기 위한 구조적 틀을 제공하고 인간 질병 돌연변이가 OPA1 기능을 어떻게 손상시키는지 보여줍니다.

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이 연구 결과를 뒷받침하는 모든 3D 저온-EM 데이터는 전자현미경 데이터 뱅크에 등록 코드 EMD-26977 및 EMDB-26984로 보관되었습니다. 모델 좌표는 가입 코드 8CT1 및 8CT9로 PDB에 저장되었습니다. 서열 정렬을 위한 단백질 서열 데이터는 UniProt에서 구할 수 있습니다(접속 코드는 그림 범례 참조). 본 연구에 사용된 OPA1 서열은 다음과 같습니다: 인간(UniProt: O60313), Chlorocebus sabaeus(녹색 원숭이; UniProt: A0A0D9R952), Macaca mulatta(붉은 털 원숭이; UniProt: F6Y1N8), Pan troglodytes(침팬지; UniProt: A0A2I3SKT2), ​​Gorilla 고릴라(고릴라; UniProt: G3S1U3), Pan paniscus(보노보; UniProt: A0A2R9BDG8), Papio anubis(개코원숭이; UniProt: A0A096N399), Callithrix jacchus(marmoset; UniProt: A0A2R8PC53), Oryctolagus cuniculus(토끼; UniProt: G1TAB7), Ictid 오미스 tridecemlineatus(다람쥐; UniProt: I3MI89), Cavia porcellus(기니피그; UniProt: H0V6M3), Mus musculus(마우스; UniProt: P58281), Rattus norvegicus(쥐; UniProt: Q2TA68), Canis Families(개, UniProt: F1PK93), Vulpes vulpes(붉은 여우, UniProt: A0A3Q7T0T6), Felis catus(고양이; UniProt: A0A337SN50), Ailuropoda melanoleuco(고양이; UniProt: G1MBN4), Sus scrofa(돼지; UniProt: A0A5G2QQR2), Loxodonta africana(아프리카 코끼리; UniProt: G3SNG0 ), 에쿠스 카발루스(말; UniProt: F6Z2C8), 비쿠냐 파코스(알파카; UniProt: A0A6I9I1B0), 보스 타우루스(소; UniProt: E1BBC4), Capra hircus(염소; UniProt: A0A452EKR4), Ovis aries(양; UniProt: A0A6P7D299), Desmodus rotundus(뱀파이어 박쥐; UniProt: K9J3D6), Tursiops truncatus(돌고래; UniProt: A0A2U4ACH9), Delphinapterus leucas (벨루가 고래; UniProt: A0A2Y9MT19), Danio rerio(zebrafish; UniProt: Q5U3A7), Oncorhynchus masou(연어; UniProt: O93248), Gallus gallus(닭고기; UniProt: Q5F499) 및 Meleagris gallopavo(야생 칠면조; UniProt: G3UT81). 모든 젤과 블롯의 전체 버전은 보충 그림 1에 제공됩니다. 소스 데이터는 이 백서와 함께 제공됩니다.