所有生物體都依賴能量來維持基本的生理功能，而ATP（腺苷三磷酸）則是細胞內的主要能量貨幣。過去40多年研究發現，能量代謝缺陷的細胞內寄生病原體可以從宿主細胞獲取ATP，但具體的分子機制一直不清楚。
中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員范敏銳團隊聯合西湖大學研究員吳旭冬團隊、復旦大學研究員張金儒團隊、浙江大學研究員蘇楠楠團隊，首次解析了病原體/植物葉綠體ATP運輸蛋白的三維結構及運輸ATP的分子機制。
專性胞內病原體如引起性傳播疾病和傳染性失明的沙眼衣原體以及引起流行性斑疹傷寒的立克次氏體等，因自身能量代謝能力退化，需要依賴宿主細胞獲取ATP。它的細胞膜上存在一種ATP運輸蛋白，通過等量交換ATP及其水解產物核苷二磷酸（ADP）加磷酸根（Pi），持續從宿主細胞獲取能量，確保自身生存繁殖。研究表明，這類蛋白在植物葉綠體等質體細胞器中亦存在，可能源于共生進化，幫助葉綠體高效利用細胞能量。
該團隊解析了肺炎衣原體和植物葉綠體NTT蛋白的高分辨率三維結構，發現盡管二者來源不同但三維結構高度相似，印證了葉綠體NTT蛋白來源于衣原體的假說。研究發現，ATP（或ADP+Pi）結合位點位于NTT蛋白中央，由保守的氨基酸如天冬酰胺特異識別ATP。結構分析和功能實驗表明，NTT蛋白由N端和C端兩個相對剛性的結構域組成，二者之間通過相對擺動促進ATP結合、跨膜運輸和釋放。
上述研究揭示了衣原體和葉綠體NTT蛋白識別及跨膜運輸ATP的分子機制，為開發針對專性胞內病原體的新型抗生素奠定了分子基礎。同時，這一成果深化了科學家對葉綠體內共生過程中跨膜能量傳遞機制的認知，有望為改造NTT蛋白以提升作物光合作用效率和實現農業增產提供助力。
3月13日，相關研究成果發表在《自然》（Nature）上。
論文鏈接
病原體和葉綠體的能量分子ATP運輸蛋白
NTT介導的ATP跨膜運輸過程
本文鏈接：研究揭示能量跨膜運輸新機制http://m.sq15.cn/show-12-841-0.html
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