Wiedemann, N. et al. Machinery for protein sorting and assembly in the mitochondrial outer membrane. Nature424, 565-571 (2003) | | | |
FURTHER READING Neupert, W. & Brunner, M. The protein import motor of mitochondria. Nature Rev. Mol. Cell Biol.3, 555-565 (2002) | | | |
WEB SITE
Most mitochondrial proteins are made in the cytosol, so to reach their final destination they need to be transported through the TOM (translocase of the outer mitochondrial membrane) and TIM (translocase of the inner mitochondrial membrane) complexes. In addition to protein transport, it has been thought that these translocases also sort proteins to their sub-mitochondrial destination. However, in Nature, Meisinger and colleagues now reveal that another complex — SAM — functions after TOM to sort and assemble complex outer membrane proteins.
Компоненты Tom комплекса TOM кодируются в ядре и импортируются в митохондрии посредством TOM. Биогенез — который формирует канал TOM — необходим практиыески всем субъединицам TOM, Meisinger и др. предприняли попытку показать, что белок наружной митоххондриальной мембраны также участвует в биогенезе Tom40. Ранее предполагалось, что Mas37 является import рецептором и белком Tom, но потом не было подтверждено ни одно, ни др.
Чтобы выяснить роль Mas37, Meisinger и др. изучали импорт 35S-меченного предшественника Tom40 в изолированные дикого типа и mas37Δ митохондрии дрожжей. Они нашли, что сборка Tom40 в сердцевину комплекса TOM происходит посредством сборки Tom40 в промежуточные образования I и II в митохондриях дикого типа и что в mas37Δ митохондриях формирование всех трех комплексов сильно ингибировано. Подобный же эффект наблюдался и после инкубации митохондрий дикого типа с анти-Mas37 антителами. Далее было показано, что уровень белка наружных митохондриальных мембран снижен в mas37Δ митохондриях, тогда как белковые маркёры митохондриального матрикса или внутренних мембран оставались неизменными. Mas37 , следовательно, необходим для биогенеза Tom40, но не для белкового импорта во внутреннюю мембрану.
Затем Meisinger и др. изучали импорт и сборку трёх др. белков наружной митохондриальной мембраны. Они нашли, что сборка porin и — интегральных белков с предполагаемыми β-нитями — строго ингибируется в mas37Δ митохорндриях, тогда как сборка , который имеет одиночный трансмембранный сегмент, происходит нормально. Это указывает на то, что Mas37 необходим для биогенеза комплекса, белков β-barrel наружной мембраны, но не для биогенеза относительно простых белков.
Mas37 формирует часть комплекса, которая лишена белков Tom и авт. назвали этот комплекс SAM, из-за его роли в сортировке и сбрке белков наружной митоходриальной мембраны. Они нашли, что миохондрии, в которых Mas37 разрушен, накапливаются не собирающиеся в ансамбли Tom40 предшественники. Однако напротив нарушенные Tom белки, которые нацелены на Tom40 предшественников, не вызывают накопления этих предшественников. Это указывает на то, что TOM machinery необходима для инициального импорта прежде чем начнёт функционировать SAM.
И наконец, Meisinger и др. показали, что блокирование в целом импорт-пор эндогенных TOM значительно нарушает формирования Tom40 ансамбля промежуточного образования I, это снова указывает на то, что TOM функционирует до SAM. Эта работа меняет наше представление о сортинге белков органелл. Стало очевидным, что комплекс TOM, который, как полагали раньше, сортирует и собирает белки, "...is not sufficient for the correct integration of outer membrane proteins with a complicated topology, and instead transfers precursor proteins to the SAM complex".