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钙离子是生命体中的重要离子，不仅参与激活三羧酸循环、影响能量代谢，还能调节物质代谢甚至参与细胞凋亡过程。细胞内钙离子的稳态调节与线粒体密切相关，线粒体对钙离子的吸收过程依赖于线粒体内膜上的一个超大分子复合体——线粒体钙离子单向转运体复合体（MCU复合体）。MCU复合体由多个蛋白亚单位组成，包括钙离子转运通道MCU、钙离子结合蛋白MICU1和MICU2以及最新发现的单次跨膜蛋白EMRE。基因沉默实验表明EMRE是保证MCU钙离子转运活性的必要条件。由于MCU复合体组成成分复杂并且缺乏结构信息，到目前为止其工作机制尚未可知。在前期的工作中，我们实验室运用核磁和电镜技术解析了线虫羧基端跨膜核心区的高分辨三维结构，发现MCU的线粒体基质侧是完全闭合的卷曲螺旋结构，并无钙离子的出口。MCU的结构解析从结构生物学的角度直观地反应了MCU对于线粒体摄取钙离子的非充分性，进一步表明EMRE激活MCU对于线粒体钙离子吸收过程非常重要。我们的工作从EMRE的质粒构建、蛋白纯化入手，建立了一套完整的蛋白表达纯化系统，并且成功将EMRE重构在了micelle体系中，获得了稳定、均一、高纯度的EMRE核磁样品，得到了理想的二维和三维核磁信号图谱。另外，我们还成功制备了更接近天然双层磷脂膜的nanodisc体系并试图将EMRE插入到nanodisc中。前期大量的条件筛选和优化为最后EMRE空间结构的解析和EMRE激活MCU的机制研究打下了坚实的基础。