中介體復(fù)合物（Mediator Complex）是細(xì)胞中最大也最為復(fù)雜的分子機(jī)器之一。日前，Scripps研究所（TSRI）的科學(xué)家們用電鏡獲得了首個(gè)中介體復(fù)合物（Mediator）的精確結(jié)構(gòu)圖，這一成果發(fā)表在六月五日Cell雜志上。

Mediator是所有動植物細(xì)胞中的關(guān)鍵分子機(jī)器，對于絕大多數(shù)基因的轉(zhuǎn)錄有著至關(guān)重要的調(diào)控作用。Mediator擁有二十多個(gè)蛋白亞基，解析它的結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)的一大進(jìn)步。這一成果能夠?yàn)樵S多疾病提供寶貴的線索（從癌癥到遺傳性的發(fā)育疾?。?。

“明確這些大分子機(jī)器的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制，可以幫助我們理解許多關(guān)鍵的細(xì)胞過程，”文章的資深作者，TSRI的副教授Francisco J. Asturias說。

復(fù)雜的分子機(jī)器大約二十年前，諾貝爾獎獲得者斯坦福大學(xué)的生物學(xué)家Roger Kornberg在首次發(fā)現(xiàn)了Mediator，當(dāng)時(shí)Asturias是他實(shí)驗(yàn)室中的一員。

每個(gè)細(xì)胞都有自己的基因轉(zhuǎn)錄模式，這種模式受到細(xì)胞的嚴(yán)格控制。Mediator在基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中具有不可替代的“橋梁”作用。轉(zhuǎn)錄因子和其他調(diào)控蛋白通過巨大的Mediator，對執(zhí)行轉(zhuǎn)錄的RNA聚合酶II施加影響。

要闡明Mediator的具體作用機(jī)制，就需要了解它的精確3D結(jié)構(gòu)，明確所有亞基的定位和復(fù)合物的不同構(gòu)象。問題是Mediator不僅大，而且高度復(fù)雜，靈活性也很強(qiáng)，導(dǎo)致人們很難對其進(jìn)行高分辨率成像（X射線晶體衍射或核磁共振光譜法）。

1999年，Asturias及其同事曾利用早期的單顆粒電鏡技術(shù)，獲得了完整Mediator的粗略結(jié)構(gòu)，當(dāng)時(shí)這項(xiàng)成果發(fā)表在Science雜志上。然而，在那之后人們一直未能獲得清晰的Mediator結(jié)構(gòu)圖。

顛覆舊模型在這項(xiàng)新研究中，Asturias等人獲得了高純度的酵母Mediator，并通過電鏡成像得到了迄今為止最為清晰的Mediator 3D模型，分辨率達(dá)到約18埃。

隨后研究人員又進(jìn)行了多種生化分析，例如在逐個(gè)去除蛋白亞基的同時(shí)觀察電鏡圖像發(fā)生的改變。他們由此確定了酵母Mediator 25個(gè)蛋白亞基的精確定位。

這項(xiàng)新研究獲得的結(jié)構(gòu)圖譜，全面修正了之前的Mediator粗略模型。“定位了所有的蛋白亞基之后，我們發(fā)現(xiàn)頭部模塊應(yīng)該位于Mediator的頂部而不是底部，”文章的第一作者Kuang-Lei Tsai說。

此外，研究人員還對人類Mediator進(jìn)行了深入研究。“大體上看，人類和酵母的Mediator總體結(jié)構(gòu)頗為類似，”Tsai說。最后研究人員在結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為人們展示了Mediator調(diào)控轉(zhuǎn)錄時(shí)的構(gòu)象變化。

“我們希望能夠更好的理解，Mediator與其它蛋白進(jìn)行互作的具體過程，” Asturias說。