行业资讯 > 最新资讯 > 科研成果

线粒体蛋白转运的“两面性”

线粒体是细胞的能量工厂。通过氧化(底物水平的磷酸化)分解糖类的代谢物,合成着细胞所需的绝大多数能量货币——ATP。因此,线粒体的正常工作,就像炼油厂或者发电厂对现代社会那样重要。线粒体的正常工作需要大量的蛋白质提供支持。

1.png

一般认为,在线粒体中,蛋白质含量是通过细胞质新合成蛋白质输入和老旧蛋白质的降解,来维持平衡的。来自细胞质的蛋白质,会被运输进入线粒体的两层质膜的夹层空间,然后完成正常的折叠,通过这种方式,线粒体可以完成蛋白质的聚集。蛋白质进入线粒体是在转运蛋白帮助下完成的,而蛋白质怎么出或者是否会出线粒体一直存在疑问。

 

最新的研究可以部分解决这个线粒体蛋白质转运的疑问。德国弗莱堡和波兰华沙的研究人员们找到线粒体维持蛋白质数量稳定的新机制。一般来说,细胞质的蛋白质进入线粒体需要转运蛋白质帮忙。在线粒体的外层质膜上,存在着多种大型的转运通道蛋白复合体(TOM),而且新合成的蛋白质进入线粒体需要通过不同的路径。在这个过程的最后一步,一般是蛋白质进入线粒体的过程,往往还伴随着这种蛋白质的折叠。正确的折叠模式能够保证来自细胞质的蛋白质能够到达最终的目的地——线粒体双层质膜的夹层空间。


新研究认为,蛋白质不仅可以被维持在线粒体中,应该还可以被转运出去。他们的实验发现,那些无法正常折叠的蛋白质被清除出了线粒体,这是以前从未证明过的。这个反转运(从线粒体到细胞质),被证明是与半胱氨酸的还原反应(二硫键断裂)相关的。以前研究已经证明,新进入线粒体的蛋白质会被Mia40(蛋白质在线粒体双层膜中聚集的关键因子)蛋白识别。


然后,进入线粒体的蛋白质上面的半胱氨酸在Mia40和另一种线粒体蛋白质Erv1一起氧化,形成二硫键进而完成折叠。而未能正确折叠的蛋白质,则通过将半胱氨酸二硫键断裂来打开折叠,再在其他蛋白质的辅助下转运出线粒体。

 

他们还发现,较小的蛋白质能够在Tom40的帮助下更高效地逃离线粒体。同时,那些未能够正确的折叠的蛋白质从线粒体释放之后,会在细胞质中存在这些蛋白质被降解后的小片段。在线粒体中,蛋白质的转运存在着“两面性”。通过这种反向转运的机制,线粒体能够更好地维持其中数量的动态平衡,从而能够稳定地为细胞提供能源。


热门排行

推荐阅读