Molekulare Fässer aus Proteinen

Mitochondrien stellen unter anderem die Energie für den Zellstoffwechsel bereit. Die Zellkraftwerke sind von zwei Membranen umgeben. Sie durchspannen die Membran und sind für den Transport von Proteinen und Stoffwechselprodukten in die Mitochondrien entscheidend. Die Proteine werden im Zytosol der Zelle als Vorstufen hergestellt und erhalten erst innerhalb des Mitochondriums ihre reife Fassstruktur. Dazu werden sie durch die Pore des Proteinkomplexes TOM, der Translokase der Außenmembran der Mitochondrien, importiert und zu einer zweiten Proteinmaschine der Außenmembran, der Sortierungs- und Assemblierungsmaschine SAM, transportiert. Der SAM-Komplex schließlich baut die Proteine in die Membran ein.

Die Forscher analysierten jetzt die Bildung der Beta-Fassstruktur. Sie konnten zeigen, dass diese am SAM-Komplex entsteht. Eine zentrale Rolle in diesem Prozess spielt das Rezeptorprotein Tom22. Dabei stehen TOM und SAM im direkten Kontakt miteinander. Tom22 verbindet beide Komplexe. Fehlt Tom22, führt dies zum Verlust der molekularen Brücke zwischen TOM und SAM – was die Bildung von Beta-Fassstrukturen erheblich beeinträchtigt.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die direkte Übergabe des importierten Proteins vom TOM-Komplex zum SAM-Komplex eine effiziente Bildung mitochondrialer Beta-Fassstrukturen erlaubt. 

Quelle: Modifiziert nach Becker et al., 2008; Biochim. Biophys. Acta 1777, 447–563
© Thomas Becker (BBA-2008)