线粒体约含有1000种左右的蛋白质,其中98％以上由核基因编码,在细胞质核糖体上以前体形式合成,之后再转运至线粒体,经跨膜转运并通过各种分选机制定位至线粒体的各部分。线粒体膜间隙蛋白的转运机制与线粒体其他部分蛋白的转运相比具有其特殊性。依据转运机制和能量来源不同可以将其分为3类:Ⅰ类蛋白含有一段双组份分选信号；Ⅱ类蛋白需要膜间隙的辅助因子协同折叠；Ⅲ类蛋白含有与膜相互作用的疏水面。研究表明,在线粒体内膜和外膜上存在一系列的涉及蛋白质运转的蛋白质复合物称为转位因子(translocator,又称为translocase),结构上由受体和供蛋白质通过的孔道两部分构成,包括外膜TOM复合体和SAM复合体,内膜TIM23复合体、TIM22复合体和OXA1复合体。　　 Tim50在介导蛋白质转运过程中处于重要地位、发挥关键作用。转运到线粒体基质的蛋白质在前导肽的牵引下与线粒体外膜上的转位因子TOM复合体相互作用并进入膜间隙,与内膜上的转位因子TIM23复合体中的Tim23和Tim50的膜间隙结构域复合物结合后才能通过Tim23所形成的膜孔进入到线粒体基质。因此,Tim50对于含有前序列的前体蛋白转运进入线粒体内膜是必需的。人源Tim50由353个氨基酸残基组成,66-88氨基酸残基嵌入膜内,89-353氨基酸残基构成处于外膜和内膜的膜间隙的亲水性结构域(Tim50IMS)。研究Tim50的结构特性,Tim50与前导肽的相互作用以及其在细胞中所起的作用对其基础理论研究具有重要意义。　　 本项研究将通过大量表达人源Tim50蛋白及其CPD和275结构域蛋白,进一步筛选出目的蛋白的表达、纯化的最优条件和方法,研究Tim50构象的变化和结构的稳定性,Tim50与前导肽的相互作用,生长蛋白复合物的晶体,揭示TIM23复合体在蛋白质转运过程中的分子作用机制。我们通过荧光光谱分析等研究结果表明Tim50膜间隙结构域(Tim50IMS)有稳定的二级和三级结构,该蛋白和前导肽相互作用。最后,在此基础上,生长了Tim50和前导肽复合物的晶体,晶体优化工作正在进行中,为下一步的研究奠定了基础。