揭開二聚體界面上的“未知”
“自從二十多年前首次解析了復合物4結構之后,科學家們先后解析了四十幾個復合物4的晶體結構,無一例外所有晶體結構中復合物4都是13+13的二聚體?!睏蠲f人們認為復合物4的結構是由13個亞基組成單體,再由兩個單體組成二聚體。
然而,“在我們純化超級復合物的時候,總有一些復合物4會從超級復合物中解離,并在蛋白膠(一種分離蛋白的膠體)上復合物單體的位置出現?!睏蠲f,這與人們對于復合物4一直以來的認識是不同的。
實驗結果與理論不符讓楊茂君決定一探究竟。他發現,此前關于復合物4的解析存在一個明顯的時間“分水嶺”,近期解析的超級復合物中,所有的復合物4又都是單體。楊茂君解釋,這是因為觀測方法發生了變化,之前一直使用X射線衍射方法來測定晶體結構,而后隨著冷凍電鏡手段的發展,人們轉換了測定方法。
既然不同的實驗手段會得到不同的蛋白質結構,那么它在體內運轉時究竟是什么樣子呢?
獲得答案必須追本溯源。實驗數據是一切理論的源頭。楊茂君決定專門純化復合物4。歷時半個月,該團隊獲得高分辨率的復合物4結構?!澳玫矫芏葓D之后,我仔細分析了各個亞基的情況,結果發現13個亞基都吻合匹配,只是在原來認為結合另一個復合物4形成二聚體的界面上存在一團‘未知’。”
他發現,近年來學術界爭議的焦點在于:復合物4到底是2×13個亞基還是14個亞基。爭論的焦點在于一個被稱為NDUFA4的亞基,此前認為這個亞基是復合物1的一個亞基,然而隨著研究的深入,這個亞基卻經常跟復合物4一起被純化出來。
這團“未知”是不是正好是人們爭論的焦點——亞基NDUFA4呢?“我立刻做了一個模型,進行匹配,發現匹配吻合,那團‘未知’正是亞基NDUFA4。”楊茂君說。