Митохондрии: импорт белков в матрикс митохондрий, модели
Модели импорта белков-предшественников в матрикс митохондрий.
Как уже было сказано ранее, ТОМ-комплекс инициирует импорт пресиквенса белка-предшественника через внешнюю мембрану митохондрий, где тот связывается с транс-сайтом ТОМ-комплекса. Далее пресиквенс переносится на TIM-комплекс . На этой стадии происходит разделение путей импорта матриксных белков-предшественников и предшественников белков- переносчиков внутренней мембраны митохондрий. Первые взаимодействуют далее с Tim23-Tim17-субкомплексом ( рис. 1 ), а вторые с Tim22-Тim54-субкомплексом ( рис. 2 ).
Механизм переноса матриксных белков-предшественников на Tim23-Tim17-субкомплекс не совсем ясен. Возможно, в нем участвуют некоторые белки межмембранного пространства [ Neupert W., 1997 , Haucke V., Lithgow T., 1997 , Schatz G., 1997 ]. Tim23 связывается с пресиквенсом за счет своего N-концевого гидрофильного домена, что приводит к диссоциации Тim23-Тim23-димера. Это в свою очередь вызывает конформационные изменения, приводящие к открытию транслокационного канала внутренней мембраны митохондрий . Транслокационный канал формируется гидрофобными участками белков Tim23 , Tim 17 и, возможно, некоторыми неидентифицированными пока компонентами. Пресиквенс транслоцируется по каналу в матрикс, где с ним могут связаться матриксный домен Tim44 и mtHsp70 . В этот момент белок- предшественник сшивает внешнюю и внутреннюю мембраны митохондрий и образуется транслокационный контактный сайт [ Schwaiger M. et al., 1987 ]. Как наличие трансмембранной разности электрохимических потенциалов, так и связывание полипептидных цепей белка-предшественника с mtHsp70 необходимы для инициации транслокации белка-предшественника через внутреннюю мембрану митохондрий [ Undermann C. et al., 1996 ]. Для связывания mtHsp70 с белком-предшественником требуется энергия гидролиза АТР. Это обусловливает необходимость наличия АТР в матриксе для импорта белков-предшественников [ Wachter C. et al., 1994 , Stuart R.A. et al., 1994 , Hwang S.T., Schatz G., 1989 , Stuart R.A. et al., 1994 ]. Дальнейший импорт обусловливается циклическим взаимодействием полипептидных цепей белка-предшественника с Tim44-mtHsp70-комплексом .
Белки скользят через канал, образованный TOM-TIM-комплексом, в развернутом состоянии [ Rassow J. et al., 1989 , Eilers M., Schatz G., 1986 , Rassow J. et al., 1990 ]. В том случае, когда лишь небольшой фрагмент белка-предшественника проникает в матрикс, и связывание с mtHsp70 блокировано, белок- предшественник способен к обратному движению и выходит из транслокационного канала [ Undermann C. et al., 1996 , Ungermann C. et al., 1994 ].
Вопрос о том, каким именно образом mtHsp70 и гидролиз АТР обеспечивают протягивание белка-предшественника в матрикс, остается открытым. Для объяснения механизма этого процесса были предложены две модели: модель молекулярного храпового механизма [ Schneider H.-C. et al., 1994 , Neupert W. et al., 1990 ] и модель молекулярного мотора [ Horst M. et al., 1996 , Pfanner N., Meijer M., 1995 ].
Смотрите также:
