泛素-蛋白酶体系统是真核细胞内最为主要的蛋白质降解途径，细胞中80％以上受到损伤或错误折叠的蛋白质经由该途径降解。26S蛋白酶体参与调控众多生物进程（如蛋白质质量控制，细胞周期维持，基因表达调控等），其功能的异常与癌症、自身免疫病和神经退行性疾病等人类重大疾病密切相关，是重要的药物靶标。26S蛋白酶体是由至少33个不同亚基组成的超大分子机器，其执行底物降解功能的过程与其在ATP驱动下的动态构象变化密切相关。由于该超大分子复合体极具动态性、异质性、易解聚性，至今对蛋白酶体在ATP驱动下识别并降解底物的结构机制了解仍十分有限，处于激活过渡态的蛋白酶体的近原子分辨率结构仍未阐明。　　我们解析了酿酒酵母蛋白酶体结合ADP-AlFx（模拟ATP水解过渡态）及其在静息状态(Resting state)的冷冻电镜结构，分辨率分别达到4.2(A)及6.3(A)。生化实验结合结构分析表明proteasome-ADP-AlFx处于激活状态，此为首次将蛋白酶体激活状态结构推进至近原子分辨率水平。结构分析表明proteasome-ADP-AlFx处于全新的构象状态，尤其是AAA-ATPase六元环发生明显构象变化，且与底物去折叠及转运密切相关的pore loop亦呈现重排。与静息态结构对比发现，底物转运通道连续且变大，而且唯一的去泛素化酶Rpn11移动到AAA-ATPase上方，可有效将底物去泛素。首次观测发现蛋白酶体结合核苷酸的不对称性，激活状态下只有四个相邻AAA-ATPase亚基能同时结合核苷酸。但在静息状态时可以同时结合六个核苷酸，揭示核苷酸的结合状态与蛋白酶体的活性状态直接相关。有趣的是在激活状态下另外两个未结合或部分结合核苷酸的亚基Rpt2和Rpt6的构象变化最为显著，可能是所有AAA-ATPase亚基对ATP水解的集中体现，预示其在底物降解过程中的重要作用。此外，在两个结构中我们均发现虽然Rpt2，Rpt3和Rpt5的C端HbYX结构域插入相应的20S CP口袋里，但是20S CP的门控并未打开，揭示了存在更为复杂的蛋白酶体20S门控打开机制。　　我们的研究结果阐释了蛋白酶体在核苷酸驱动下被激活，发生变构调节从而产生机械力以协助底物去折叠及降解的新机制，为探索相关疾病的诊治手段提供结构基础。