Моделі імпорту білків-попередників в матрикс мітохондрій.

Як вже було сказано раніше, ТОМ-комплекс ініціює імпорт пресіквенса білка-попередника через зовнішню мембрану мітохондрій, де той зв’язується з транс-сайтом ТОМ-комплексу. Далі пресіквенс переноситься на TIM-комплекс. На цій стадії відбувається поділ шляхів імпорту матриксних білків-попередників і попередників білків-переносників внутрішньої мембрани мітохондрій. Перші взаємодіють далі з Tim23-Tim17-субкомплексу , а другі з Tim22-Тim54-субкомплексу .

Механізм переносу матриксних білків-попередників на Tim23-Tim17-субкомплексу не зовсім ясний. Можливо, в ньому беруть участь деякі білки міжмембранну простору [Neupert W., 1997, Haucke V., Lithgow T., 1997, Schatz G., 1997]. Tim23 зв’язується з пресіквенсом за рахунок свого N-кінцевого гідрофільного домену, що приводить до дисоціації Тim23-Тim23-димеру. Це в свою чергу викликає конформаційні зміни, що призводять до відкриття транслокаціонная каналу внутрішньої мембрани мітохондрій. Транслокаційний канал формується гідрофобними ділянками білків Tim23, Tim 17 і, можливо, деякими неідентифікованими поки компонентами. Пресіквенс транслокується по каналу в матрикс, де з ним можуть зв’язатися матриксних домен Tim44 і mtHsp70. У цей момент білок-попередник зшиває зовнішню і внутрішню мембрани мітохондрій і утворюється транслокаційний контактний сайт [Schwaiger M. et al., 1987]. Як наявність трансмембранного різниці електрохімічних потенціалів, так і зв’язування поліпептидних ланцюгів білка-попередника з mtHsp70 необхідні для ініціації транслокації білка-попередника через внутрішню мембрану мітохондрій [Undermann C. et al., 1996]. Для зв’язування mtHsp70 з білком-попередником потрібна енергія гідролізу АТР. Це обумовлює необхідність наявності АТР в матриксі для імпорту білків-попередників [Wachter C. et al., 1994, Stuart R.A. et al., 1994, Hwang ST, Schatz G., 1989, Stuart RA et al., 1994]. Подальший імпорт обумовлюється циклічним взаємодією поліпептидних ланцюгів білка-попередника з Tim44-mtHsp70-комплексом.

Білки ковзають через канал, утворений TOM-TIM-комплексом, в розгорнутому стані [Rassow J. et al., 1989, Eilers M., Schatz G., 1986, Rassow J. et al., 1990]. У тому випадку, коли лише невеликий фрагмент білка-попередника проникає в матрикс, і зв’язування з mtHsp70 блоковано, білок-попередник здатний до зворотного руху і виходить з транслокаціонная каналу [Undermann C. et al., 1996, Ungermann C. et al., 1994].

Питання про те, яким саме чином mtHsp70 і гідроліз АТР забезпечують протягування білка-попередника в матрикс, залишається відкритим. Для пояснення механізму цього процесу були запропоновані дві моделі: модель молекулярного храпового механізму [Schneider H.-C. et al., 1994, Neupert W. et al., 1990] та модель молекулярного мотора [Horst M. et al., 1996, Pfanner N., Meijer M., 1995].

Comments are closed.