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基础医学院前沿论坛第8期 | 冷冻电子断层成像:原位可视化细胞内蛋白质合成与折叠

发布:山东大学融媒体中心 日期:2025年12月29日 点击数:

一、报告题目

冷冻电子断层成像:原位可视化细胞内蛋白质合成与折叠

二、报告嘉宾

邢怀朋 德国马克斯普朗克生物物理研究所

三、报告时间

2025年12月30日 9:00

四、报告地点

趵突泉校区综合楼302会议室

五、嘉宾介绍

邢怀朋自2021年至今在德国马克斯普朗克生物物理研究所从事博士及博士后研究工作,导师为Martin Beck教授。邢博士长期致力于细胞内蛋白质合成与折叠原位可视化研究,发展了冷冻聚焦离子束(cryo-FIB)制样技术和冷冻电子断层成像(cryo-ET)技术,率先实现了哺乳动物细胞近原子分辨率原位可视化,揭示了天然状态下细胞内蛋白质合成与折叠机制。其代表性成果以独立第一作者身份发表于Science(2023)和Nature(2024)。

六、报告内容

蛋白质合成与折叠是生命活动的核心过程,分别由核糖体和分子伴侣介导,其功能异常与癌症及神经退行性疾病密切相关。虽然体外纯化的核糖体和分子伴侣已被广泛研究,但它们在细胞内天然状态下的工作机制仍有待阐明。我们通过整合冷冻聚焦离子束(cryo-FIB)和冷冻电子断层扫描(cryo-ET)技术,建立了哺乳动物细胞高分辨率原位可视化的全流程方法,解析了人细胞内天然mRNA翻译延伸循环的动态过程,阐明了抗癌药物Homoharringtonine(HHT)抑制蛋白质合成的分子机制。基于上述模型,我们探究了蛋白质合成与折叠的偶联关系,揭示了分子伴侣TRiC在细胞内的构象变化,鉴定了新辅因子PDCD5及其特异性结合位点,发现了闭合态TRiC形成簇状超复合体。翻译抑制并未显著改变TRiC功能状态的分布,但显著降低了其底物结合能力及簇状结构的形成。该研究不仅揭示了人细胞内蛋白质合成与折叠的分子机制,同时标志着冷冻电子断层扫描技术在原位可视化领域取得重大突破,为原位解析哺乳动物细胞内蛋白质合成与折叠功能失调等重要生物学过程奠定了基础。


【供稿单位:基础医学院     作者:赵贵民    责任编辑:蒋晓涵】