Kloroplasts za mwani na mimea ni injini za seli zinazobadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya kemikali kupitia photosynthesis. Viungo hivi, vilivyofungwa na bahasha yenye utando mbili, vina jenomu zao ambazo usemi wake umeratibiwa vyema na ule wa jenomu ya nyuklia. Protini nyingi za kloroplast zimesimbwa na jeni za nyuklia, zinazotafsiriwa katika saitosol kama protini tangulizi zilizo na mfuatano wa usafiri kwenye kituo chao cha amino ambacho hutumika kama tikiti ya kuingia kwenye kloroplast.
Uingizaji wa protini katika kloroplasti hupatanishwa na aina mbili za protini za utando zinazoitwa TOC na TIC katika utando wa bahasha wa nje na wa ndani, mtawalia. Complexes hizi zina jukumu muhimu katika kloroplast biogenesis, katika mkusanyiko wa vifaa vya photosynthetic na katika njia mbalimbali za kimetaboliki. Vitengo vidogo tofauti vya protini vya TOC na TIC vimetambuliwa na kubainishwa, na TOC na TIC zimefichuliwa ili kuunda tata kuu pamoja. Hata hivyo, jinsi protini tofauti za TOC na TIC zinavyokusanyika pamoja ili kuunda mikondo ya uhamishaji wa protini kwenye utando wa bahasha ya kloroplast haijulikani, na njia za uhamishaji wa protini ndani ya TOC na TIC bado hazijaeleweka.
Katika utafiti uliochapishwa mtandaoni katika Nature, Kikundi cha Liu Zhenfeng katika Taasisi ya Biofizikia ya Chuo cha Sayansi cha China, kwa kushirikiana na Prof. Jean-David Rochaix kutoka Chuo Kikuu cha Geneva, Uswisi, walitoa ufahamu uliokuwa unasubiriwa kwa muda mrefu kuhusu vipengele vya molekuli, shirika lenye pande tatu na protini inayoweza kutokea. njia za uhamishaji za TOC-TIC supercomplex kutoka kwa mwani wa kijani kibichi wenye seli moja unaoitwa Chlamydomonas reinhardtii.
Watafiti walifafanua usanifu wa supramolecular wa supercomplex ya TOC-TIC kupitia hadubini ya cryo-electron.
Vijisehemu kumi na tatu tofauti vya protini katika tata hii kubwa viligunduliwa. Isipokuwa Tic214 iliyosimbwa na jenomu ya kloroplast, vitengo vingine vyote vimesimbwa kwa nyuklia. Zimekusanywa kwenye tata ya TOC katika utando wa nje, tata ya nafasi ya intermembrane (ISC) na tata ya TIC kwenye utando wa ndani. Ajabu, iligundulika kuwa protini kubwa zaidi ya utando Tic214 hueneza utando wa ndani, nafasi ya katikati ya utando na utando wa nje, unaounganisha nyingine. protini subunits kama daraja na uwezekano mkubwa pia kaimu kama jukwaa.
Mchanganyiko wa TOC katika utando wa nje unaundwa zaidi na Toc34, Toc90 na Toc75, iliyopigwa upande wa Toc90 na tata ya Ctap4-Ctap3. Pipa mseto lenye umbo channel inaundwa na Toc90 na Toc75 kwenye utando wa nje. Mfereji una mlango wa upande wa sitosoli na njia mbili za kutokea zinazoelekea kwenye nafasi ya katikati ya utando, pamoja na lango la upande linaloelekea lipid bilayer. Molekuli ya asidi ya phytic (pia inajulikana kama inositol hexaphosphate/InsP6) huingiliana kwenye kiolesura kati ya Toc90 na Tic214, ikitengeza mkusanyiko wao kama kabari.
Kikoa cha nafasi ya katikati ya utando cha Tic214, Tic100, Tic56, Ctap3 na Ctap5 hufungamana na kuunda muundo unaofanana na mnara unaounganisha TOC na TIC. Ndani ya utando wa ndani, vikoa vilivyopachikwa utando vya Tic214, Tic20, Ctap5 na vijisehemu vidogo vitatu (vinaitwa Simp1, Simp2 na Simp3) huunda changamano cha TIC. Molekuli nne za lipid hutumika kuleta uthabiti kusanyiko la chaneli inayofanana na funeli iliyo kwenye kiolesura kati ya Tic214 na Tic20 na kuzuia mkondo kuvuja.
Kulingana na data ya kimuundo, watafiti walichambua kwa undani sifa za pores ndani ya chaneli za TOC na TIC. Waliweza kutabiri mwingiliano kati ya peptidi ya mpito na changamano ya TIC kupitia uigaji wa mienendo ya molekuli.
Ikiungwa mkono na uchunguzi wa vinyweleo viwili vilivyounganishwa na kijito cha uso na ripoti za awali za biokemikali na utendaji kazi, njia nyingi zilipendekezwa kuwajibika kwa uhamishaji wa preproteini tofauti kupitia sehemu kuu ya TOC-TIC hadi vyumba tofauti vya kloroplast ya ndani.