Plant Cell | 上海师范大学揭示叶绿体ATP合酶形成的新机制

F型ATP合酶（F-type ATPase，也称为ATP synthase）广泛存在于细菌质膜、线粒体内膜以及叶绿体类囊体膜上，被称为世界上最小最精密的分子马达。ATP合酶由突出于膜外的F1和镶嵌于膜内的F0两部分组成。F1复合物中，3个α和3个β亚基交替排列组成的半封闭球体结构中嵌套着γ/ε亚基。当质子进行跨膜转移时将驱动F0中的c10-14亚复合物高速旋转并带动与其结合的γ/ε“转子”。由于α3β3球体被其他亚基固定，所以γ/ε“转子”的转动会引起α3β3“定子”发生规律性的构象变化，从而催化ATP的合成。这种马达模型是当前纳米医学与合成生物学研究领域中进行仿生模拟的对象，其希望被改造成理想的分子尺度下微小精密的纳米马达系统。然而，F型ATP合酶特别是催化ATP生成的F1复合物是如何生成的还不是很清楚。

近日，The Plant Cell杂志在线发表了上海师范大学彭连伟教授研究团队与中科院植物所、安徽大学等单位合作的题为“Nucleus-encoded Protein BFA1 Promotes Efficient Assembly of the Chloroplast ATP Synthase Coupling Factor 1”的研究论文。该研究利用生物化学、分子生物学和结构生物学等手段从分子水平上阐明了高等植物叶绿体ATP合酶形成的新机制。值得一提的是，The Plant Cell编辑部以“纳米分子发电站的装配”（Assembling a Nanomolecular Power Station）为题对文章进行了评述，指出该研究提出了一个非常漂亮的叶绿体ATP合酶装配模型。