TOM-комплекс мітохондрій, склад і стехіометрії.

В даний час вважається, що до складу ТОМ-комплексу S. cerevisiae і N. crassa входять дев’ять білків зовнішньої мембрани мітохондрій: Tom20, Tom70, Tom72, Tom22, Tom37 (присутність цієї субодиниці в N. crassa спірно), Tom40, Tom6, Tom7 і Tom5 .

Тоm20, Тоm70 і Тоm72 складаються з двох доменів: невеликого якірного N-кінцевого і цитоплазматичного С-кінцевого (для Tom20 приблизно 17 кДа, для Тоm70 приблизно 65 кДа) [Neupert W., 1997, McBride HM et al., 1992, Lill R., Neupert W., 1996]. Тоm72 володіє високим схожістю в первинній структурі з Тоm70 (53% гомології, 70% аналогією) і вбудовується в зовнішню мембрану мітохондрій в такий же орієнтації [Schlossmann J. et al., 1996].

Аналоги Тоm70 в мітохондріях ссавців – два білки (М порядку 34-37 кДа), що позначаються як ОМ37 у щурів [Komiya T., Michara K., 1996] і hTom34 у людини [Nuttall SD et al., 1997]. Тоm70 має тенденцію до димеризації, найбільш важливий для цього процесу альфа-спіральний елемент якірного домену [Millar DG, Shore GC, 1993, Millar DG,, Shore GC, 1994]. Цитоплазматичний домен білка Тоm20 містить багато кислих амінокислотних залишків і має негативним зарядом [Coping IS et al., 1995, Hanson В. et al., 1996]. Цитозольний і межмембранное домени Тоm22 мають негативний заряд [Lill R., Neupert W., 1996, Haucke V., Shatz G., 1997].

Тоm37 включає цитоплазматичний домен і імовірно два коротких трансмембранних сегмента [Gratzer S. et al., 1995].

Компоненти ТОМ-комплексу розташовані в мембрані недалеко один від одного. У разі дріжджів можуть бути крос-зшиті і коіммунопреціпітіровани Тоm20 і Тоm70, причому спостерігалося взаємодія як трансмембранних, так і wітоплазматіческіх доменів цих білків [Haucke V. et al., 1996]. В N. crassa білок Тоm22 може бути крос-зшитий з Тоm70 [Schlossmann J., Neupert W., 1995] і Тоm20 [Mayer A. et al., 1995]. Тоm37 утворює комплекс з Тоm70 у співвідношенні 1:1. Ці два компоненти ТОМ-комплексу можуть бути солюбілізіровани як гетеродімер [Gratzer S. et al., 1995, Hachia N. et al., 1995]. Більшість цих взаємодій хитке і спостерігається тільки при солюбілізації мембран м’якими детергентами, наприклад дігітоніном [Kiebler M. et al., 1990]. Тоm37 і Тоm20 містять по одному тетратріакопептідному мотиву (TPR-мотив, tetratricopeptide repeats), тоді як Тоm70 і Тоm72 містять по сім TPR-мотивів. Ймовірно, TPR-мотиви можуть бути залучені у взаємодію компонентів ТОМ-комплексу між собою [Ramage L. et al., 1993, Lill R., Neupert W., 1996, Haucke V., Shatz G., 1997, Iwahashi J. et al., 1997, Moczko M. et al., 1994].

Основна частина мембранного білка Тоm40 глибоко занурена у зовнішню мембрану мітохондрій, але один невеликий негативно заряджений домен експонований в межмембранное простір [Haucke V., Lithgow T., 1997, Lill R., Neupert W., 1996]. Ймовірно, Тоm40 здатний утворювати бета-складчасту структуру, схожу з такою для мітохондріальних і бактеріальних порінов [Court DA et al., 1995].

Більш низькомолекулярні компоненти ТОМ-комплексу були виявлені методом коіммунопреціпітаціі з Тоm20 і Тоm40 [Neupert W., 1997, Haucke V., Lithgow T., 1997, Honlinger A. et al., 1996]. Тоm6 є інтегральним протеоліпіди (61 а.о.). Його N-кінцевий домен експонований в цитоплазму [Kassenbrock CK et al., 1993]. Тоm7 також інтегральний мембранний білок [Honlinger A. et al., 1996]. Тоm5 складається з двох доменів: С-кінцевого мембранного і N-кінцевого цитоплазматичного, що володіє негативним зарядом [Dietmeier K. et al., 1997].

За допомогою електрофорезу в нативних умовах ТОМ-комплекс дріжджів може бути виділений як комплекс з М 550-600 кДа, який легко дисоціює на Субкомплекси 400 і 120 кДа. 120-кДа-субкомплексу був охарактеризований як Тоm70-Тоm37-рецептор [Dekker RJT et al., 1996].

ТОМ-комплекс N. crassa теж був виділено та охарактеризовано [Kunkele KP et al., 1998]. Він також має М близько 500-600 кДа, але після дисоціації в його складі не було виявлено Тоm37 і Тоm6.

У різних джерелах наводяться різні співвідношення субодиниць, що входять в функціональний ТОМ-комплекс. Так зустрічаються дані, що він може містити 0-1.5 Тоm70, 0.5-2 Тоm20, 4-8 Тоm40, 3-6 Тоm22 [Dekker RJT et al., 1996, Kunkele K.P. et al., 1998, Dekker R.J.T. et al., 1998].

При дослідженні структури виділеного і реконструйованого в ліпідні везикули ТОМ-комплексу N. crassa за допомогою комп’ютерного аналізу фотографій, зроблених на електронному мікроскопі, було виявлено, що 40% комплексу знаходиться у вигляді триплетів кільцевих структур, діаметр яких близько 138 ангстрем, а діаметр кожної пори – 20 ангстрем [122]. По-видимому, що виділяється комплекс з М 500-600 кДа і є цією триплетного структурою.

У мітохондріях картоплі ТОМ-комплекс, що виділяється за допомогою електрофорезу в нативних умовах, має меншу молекулярну масу – 230 кДа, і в ньому відсутні Тоm22 і Тоm37. Білок з М порядку 70 кДа (ймовірно, аналог Тоm70) виявився більш тісно асоційований з основною деколи включення (GIP), ніж в S. cerevisiae і N. crassa. ТОМ-комплекс мітохондрій картоплі містить не три, а чотири низькомолекулярні субодиниці, одна з яких була ідентифікована як Тоm7 [Jansch L. et al., 1998].

Оскільки, як було показано в роботі [Kunkele KP et al., 1998], ТОМ-комплекс може бути присутнім також у вигляді дублетних і синглетних (дуже рідко) кільцевих структур, можна припустити, що в разі ТОМ-комплексу мітохондрій картоплі зменшення маси обумовлено димеризації, а не тримеризация GIP. Можливо, присутність / відсутність Тоm22 в комплексі може впливати на процес тримеризация / димеризації GIP [Kunkele KP et al., 1998, Rapaport D. et al., 1998].

Comments are closed.