冷冻电镜发展进入全原子动力学分析阶段

《自然》杂志迎来重磅论文，北京大学研究团队引领蛋白酶体研究进入全新阶段

本月，北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室以及前沿交叉学科研究院定量生物学中心的毛有东课题组，在《自然》杂志上发表了一篇开创性的论文。该论文揭示了人源蛋白酶体26S在降解底物过程中的精细原子结构，以及三磷酸腺苷酶马达的工作机制。这是首次通过冷冻德国网子显微镜和机器学习技术的结合，实现对蛋白酶体工作过程的原子水平观测和三维建模。

毛有东教授表示，这一研究成果标志着冷冻德国网镜技术的发展进入全原子动力学分析的新阶段。该团队成功了人源蛋白酶体在降解底物过程中的七种中间态构象的高分辨率精细原子结构，局部分辨率最高达到惊人的2.5埃。这些三维结构展现了时空连续性，生动呈现了原子水平的蛋白酶体和底物相互作用的动态过程。

论文的共同第一作者、原课题组博士后、现为中国科学院化学所研究员的董原辰表示，这项研究解决了一系列长期悬而未决的重要科学问题，例如三磷酸腺苷酶马达如何将化学能转化为机械能，以及底物解折叠的协同动力学机制。通过这项研究，人们得以首次观察到三磷酸腺苷酶六聚马达分子内三磷酸腺苷水解全周步进的循环过程，并发现了三种不同的三磷酸腺苷水解协同反应模式及其如何调控蛋白酶体复杂多样的功能。

另一位论文的共同第一作者、课题组博士生张书文强调，这些研究结果为理解生物体内蛋白质的降解过程和一系列负责物质输运的三磷酸腺苷酶马达分子的一般工作原理提供了宝贵的第一手资料。这不仅具有深远的科学意义，也为未来的相关研究开辟了新的道路。

这项成果不仅仅是对科学领域的一大贡献，更是对人类对生命本质理解的一大飞跃。毛有东课题组的研究成果不仅为我们揭示了蛋白酶体的神秘面纱，更为我们生命科学的未来提供了强有力的支持。我们期待这一领域未来能取得更多令人瞩目的成果。