记者5月30日从南京中医药大学获悉，该校朱家鹏教授与美国耶鲁大学张凯教授联合团队当天在国际学术期刊《自然》发表研究成果。团队突破“蛋白质纯化”这一传统概念，直接对线粒体成像，获得了迄今为止最清晰、最接近真实生理状态的线粒体原位膜蛋白高分辨率三维解析结构。
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朱家鹏介绍，线粒体是细胞呼吸作用的主要场所，通过将有机物氧化分解，释放能量。此前，在冷冻电镜、X射线晶体学等高分辨率成像技术的支持下，科学界已经能够描绘出线粒体内部结构和关键蛋白质复合体的三维结构，但仍面临诸多挑战。
“例如，科学界主要通过体外提纯的方法给线粒体内部的蛋白质‘拍照’，但得到的图像和真实状态仍有不小的距离。”朱家鹏给记者打了一个通俗的比方，“就好比一群孩子在操场上追逐玩耍，如果我把其中一个孩子叫出来拍照片，这孩子的表现就会拘谨很多。”
图为研究过程和得到的高分辨率线粒体原位膜蛋白三维解析结构。（朱家鹏供图） 朱家鹏团队的研究思路，就是突破“蛋白质纯化”这个传统概念，直接对一个完整的线粒体进行成像。“这就相当于在孩子们玩耍的过程中抓拍，但难点在于，我想拍摄的孩子可能经常被其他孩子挡住。”朱家鹏说，为了攻克这一难点，耶鲁大学张凯教授又开展了大量研究。最终，联合团队成功获得了生理状态下的线粒体呼吸链蛋白质侧链结构，局部分辨率最高达0.18纳米，“这意味着我们能够观测到蛋白质中的每一个原子”。
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团队不仅研究了线粒体在健康细胞中的状态，还研究了心脏缺血状态下线粒体有何变化。“我们观察到了病理状态下呼吸链的改变，这些研究成果能够让科学界进一步明确呼吸链的作用机制，为研究疾病疗法提供新思路。”朱家鹏说。（记者陈席元）
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