Ähnlichkeiten zur Weinfassstruktur
Bereits bekannt war, dass die Fass-Poren in Mitochondrien aus einem Eiweißmolekül aufgebaut sind, das dazu bis zu 19-mal durch die Außenmembran gefaltet werden muss. Diese so genannten Beta-Stränge, welche die Außenmembran durchspannen, werden dabei wie die Längshölzer/Dauben bei der Weinfassherstellung im Kreis angeordnet, damit eine Pore in der mitochondrialen Außenmembran gebildet wird. Die Beta-Fass-Proteine werden von der Sortierungs- und Assemblierungs-Maschinerie (SAM) in der mitochondrialen Außenmembran zusammengebaut.Rollen von Sam50 und Sam37
Durch die Aufreinigung und erstmalige Aufklärung einer Proteinkomplex-Struktur der Sortierungs- und Assemblierungs-Maschinerie zusammen mit einem Beta-Fass-Protein während der Beta-Fass-Bildung konnte bewiesen werden, dass der letzte Beta-Strang der Beta-Fass-Proteine zunächst an Sam50 (eine Protein-Untereinheit der Sortierungs- und Assemblierungs-Maschinerie) in der mitochondrialen Außenmembran angelagert wird. Danach werden die weiteren Stränge nacheinander zusammengefügt. Dabei ist der Teil der Eiweißkette der Beta-Fass-Proteine vor den Strängen nicht nur für deren Funktion, sondern auch für deren Zusammenbau wichtig.Die Untereinheit Sam37 besitzt indes einen Vorsprung, der in die mitochondriale Außenmembran ragt, um den die Stränge der Beta-Fass-Proteine zirkulär angeordnet werden. Funktionelle Experimente, bei denen der Vorsprung von Sam37 entfernt wurde, zeigten, dass der Vorsprung entscheidend für den Ringschluss der Beta-Fass-Proteine ist. „Damit konnte der Untereinheit Sam37 eine Funktion als Fassbinder/Küfer für die Bildung der lebenswichtigen Beta-Fass-Membranproteine in unseren Zellkraftwerken zugeordnet werden“, erläutert Wiedemann.
Den Artikel finden Sie unter:
https://kommunikation.uni-freiburg.de/pm/2023/bildung-von-poren-in-mitochondrien-membran-aufgeklaert
Quelle: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau (01/2023)
Publikation:
Takeda, H., Busto, J.V., Lindau, C., Tsutsumi, A., Tomii, K., Imai, K., Yamamori, Y., Hirokawa, T., Motono, C., Ganesan, I., Wenz, L.S., Becker, T., Kikkawa, M., Pfanner, N., Wiedemann, N., Endo, T. (2023): A multipoint guidance mechanism for β-barrel folding on the SAM complex. In: Nature Structural & Molecular Biology. DOI: 10.1038/s41594-022-00897-2