Формирование молекулярных бочек в митохондриях: неожиданное сотрудничество двух белковых комплексов
Исследовательские группы под руководством профессора Николауса Пфаннера, доктора Нильса Видеманна и доктора Томаса Беккера из Университета Фрайбурга выяснили, как формируются молекулярные белковые бочки (белки с бета-бочкообразной структурой) во внешней мембране митохондрий — энергетических станций клетки. Оказалось, что в этом процессе неожиданным образом сотрудничают два белковых комплекса. Результаты опубликованы в журнале Cell.
Белки с бета-бочкообразной структурой во внешней мембране митохондрий необходимы для транспорта белков и метаболитов внутрь органелл. Они синтезируются в цитозоле как предшественники и приобретают зрелую структуру только после попадания в митохондрию. Известно, что они импортируются через комплекс TOM (транслоказа внешней мембраны митохондрий), а затем передаются на комплекс SAM (машину сортировки и сборки) для интеграции в мембрану. Однако детали формирования бета-бочкообразной структуры и передачи белка от TOM к SAM оставались неясными.
Ключевые открытия:
- Место формирования: Группа Нильса Видеманна показала, что бета-бочкообразная структура формируется именно на комплексе SAM.
- Неожиданный посредник: Аспирант Цзянь Цю обнаружил ключевую роль в этом процессе рецепторного белка Tom22. Ранее считалось, что TOM и SAM — независимые комплексы.
- Прямое взаимодействие: Исследования группы Томаса Беккера, в которых участвовала аспирант Лена-Софи Венц, доказали, что TOM и SAM напрямую взаимодействуют друг с другом. Их связывает мостик, образованный белком Tom22.
- Последствия разрыва: При отсутствии Tom22 молекулярный мост между TOM и SAM разрушается, что серьезно нарушает формирование бета-бочкообразных структур.
Вывод: Прямая передача импортированного белка от комплекса TOM к комплексу SAM через Tom22 обеспечивает эффективное формирование митохондриальных бета-бочкообразных белков.
Исследование проведено в рамках сотрудничества CRC 746, кластера передовых исследований BIOSS и Spemann Graduate School of Biology and Medicine.