线粒体是在大多数真核生物的细胞中发觉的大型、动态细胞器。它们常常被称为"细胞的动力室"，因为它们形成了细胞中大部分的三磷酸腺苷（ATP），后者被用作物理能量的来源。一项新的研究阐明了线粒体内蛋白质的组织。
线粒体是细胞的"动力室"，在生物体的能量生产中发挥着关键作用，并参与各类代谢和讯号过程。来自波恩大学医院和弗莱堡大学的研究人员如今早已对线粒体内的蛋白质组织有了系统的了解。
线粒体的蛋白质图谱为进一步探求这种细胞动力源的功能奠定了重要基础，并对癌症的理解形成了影响。这项新研究近来发表在知名的《自然》杂志上。
线粒体是细胞的重要组成部份，被一层双膜所包围，将它们与细胞的其他部份分开。它们形成维持这种活动所需的大部分能量。除了能量生产，线粒体在新陈代谢和讯号传递中发挥着关键作用，作为发炎过程和程序性细胞死亡的表面。
从线粒体步入门移除犯案蛋白质的质量控制机制的模型。资料来源：等人细胞膜模型制作，2023年《自然》杂志
线粒体的缺陷造成了许多癌症，尤其是神经系统的疾患。因此，对线粒体过程的分子理解对基础医学研究具有最重要的意义。细胞中的分子工作者一般是蛋白质。
线粒体可以包含大概1000个或更多不同的蛋白质。为了执行功能，这些分子中的几个常常一起工作，形成一个蛋白质机器，也称为蛋白质复合物。蛋白质还在分子过程的执行和调节中相互作用。然而，人们对线粒体蛋白质在这些复合体中的组织结构知之极少。
英国广播公司的托马斯-贝克尔教授和法比安-登-布拉夫博士的研究小组与弗莱堡大学的贝恩德-法克勒院士、乌韦-舒尔特博士和尼古拉斯-普凡纳院士的研究小组一起，创建了一个蛋白质复合物中蛋白质组织的高分辨率图象，称为。这涉及一种被称为复合体剖析的特殊技巧细胞膜模型制作，以前所未有的帧率记录单个蛋白质的指纹。
揭示了来自面包酵母的90%以上的线粒体蛋白在蛋白质复合物中的组织。这促使新的蛋白质-蛋白质相互作用和蛋白质复合体的鉴别成为可能--这对进一步的研究十分重要。
UKB的研究人员与合作研究中心1218"线粒体对细胞功能的调节"项目合作，展示了这一数据集怎样被拿来阐述新的过程。线粒体从细胞的液体部份（称为细胞膜）输入99%的蛋白质。在这个过程中，一种被称为TOM复合体的机制使这种蛋白质通过膜被吸收到线粒体中。
然而，当蛋白质在运输过程中被卡住时，它们是怎样从TOM复合体中移除的，这一点在很大程度上还不清楚。为了阐述这一点，教授和den Brave博士领导的团队使用了数据集的信息。结果表明，非输入的蛋白质被专门标记为细胞降解。
博士生 Gupta的研究进一步阐明了那些被标记的蛋白质随即被定向降解的途径。了解这种过程很重要，因为蛋白质输入的缺陷可能引起细胞损伤和神经系统疾患。
"我们研究中的事例证明了数据集在阐述新机制和途径方面的巨大潜力。因此，这个蛋白质地图代表了进一步研究的重要信息来源，它将帮助我们了解细胞动力源的功能和起源，"UKB生物化学和分子生物学研究所校长贝克尔院士说。