线粒体蛋白质运输的新通路

线粒体是细胞能量的主要来源(图)

线粒体在各种细胞器中具有特殊性。因为其含有核糖体且自身带有遗传物质,线粒体DNA是环状的,且和标准真核生物遗传密码有一些不同。这些特性导致了内共生学说——线粒体起源于原始的细菌。这种被广泛接受的学说认为,原先独立生活的细菌在真核生物的共同祖先中繁殖,建立起了共生关系,进化形成了今天的线粒体。线粒体是细胞能量的主要来源。由于在进化过程中大量的线粒体自身遗传物质离开了细胞器,并进入细胞核与之融为一体。因此,大部分的线粒体蛋白都在线粒体外合成,并通过一些蛋白运输通路进入到线粒体的内膜间隙中。

德国图宾根大学生物化学研究所的Doron Rapaport的研究小组最近发现了一条线粒体蛋白质运输的新通路。该研究的论文发表在最新一期的《The Journal of Cell Biology》杂志上。

科学家们使用了放射性同位素标记的蛋白和从酵母细胞中分离出的线粒体,通过大量基因组学,生物化学、分子生物学和细胞生物学方法,发现线粒体蛋白质家族中的一个子家族,通过一条之前从未报道过的蛋白运输通路跨过线粒体的多个外膜间隙区域进入细胞器。他们同时也找出了参与这条蛋白运输通路的各种成分,并证实了它们在该过程中所发挥的作用。

这个发现将有助于我们更深刻的理解线粒体的形成过程,以及它们是如何提留在细胞中的。由于线粒体功能的失常会引发许多种人类疾病,这项研究也有助于我们进一步理解这些疾病的病因。

英文论文原文摘要:

Multispan mitochondrial outer membrane protein Ugo1 follows a unique Mim1-dependent import pathway

The mitochondrial outer membrane (MOM) harbors several multispan proteins that execute various functions. Despite their importance, the mechanisms by which these proteins are recognized and inserted into the outer membrane remain largely unclear. In this paper, we address this issue using yeast mitochondria and the multispan protein Ugo1. Using a specific insertion assay and analysis by native gel electrophoresis, we show that the import receptor Tom70, but not its partner Tom20, is involved in the initial recognition of the Ugo1 precursor. Surprisingly, the import pore formed by the translocase of the outer membrane complex appears not to be required for the insertion process. Conversely, the multifunctional outer membrane protein mitochondrial import 1 (Mim1) plays a central role in mediating the insertion of Ugo1. Collectively, these results suggest that Ugo1 is inserted into the MOM by a novel pathway in which Tom70 and Mim1 contribute to the efficiency and selectivity of the process.

 

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摘要
关键字
线粒体
 
 
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