Атомные структуры дыхательного комплекса III2, комплекса IV и суперкомплекса III2–IV сосудистых растений

Митохондриальные комплексы III и IV, способные объединяться в надмолекулярный суперкомплекс III2–IV, играют ключевую роль в дыхании. Однако структуры этих комплексов у растений до сих пор оставались неизвестными. Мы представляем атомные модели комплексов III и IV, а также суперкомплекса III2–IV из Vigna radiata, полученные методом криоэлектронной микроскопии отдельных частиц. Структуры выявили видоспецифические для растений особенности домена митохондриальной процессирующей пептидазы комплекса III и позволили определить субъединичный состав комплекса IV. Анализ конформационной гетерогенности комплекса III выявил дальние согласованные перемещения в пределах комплекса, а также движение его железосерного головного домена. Структура комплекса IV позволяет предположить, что у растений перенос протонов не осуществляется через H-канал. Интерфейс взаимодействия в составе суперкомплекса существенно отличается от такового у дрожжей и бактерий по взаимодействующим субъединицам, углу сближения и ограниченному числу взаимодействий в матриксе митохондрий. Полученные структуры ставят под сомнение устоявшиеся представления о комплексах дыхательной цепи растений и формируют новые механистические гипотезы.