Tom22 – «вышибала» в митохондриях
Митохондрии сжигают сахар и снабжают клетки энергией. Долгое время их считали относительно независимыми от клеток структурами. Но Каролина Гербет (Carolin Gerbeth), аспирантка из Фрайбургского университета, выявила как минимум три сигнальных путя, посредством которых клеткаоказывает влияние на идущие в процессы.
В хлебных дрожжах Гербет и ее коллеги нашли три фермента, управляющих транспортировкой белков к митохондриям. «Наша работа… прокладывает путь к исследованиям этих сигнальных путей у человека, их роли в развитии заболеваний. В опухолевых клетках энергетический обмен митохондрий нарушен. Вполне возможно, что его “перепрограммирование” и осуществляется через новооткрытые сигнальные пути», - объясняет глава проекта доктор Крис Майсингер (Chris Meisinger).
Митохондрии похожи на «клетки в клетке». Отделенные от остальной клетки двумя мембранами, обладательницы собственного генома – долгое время считалось, что их деятельность идет по другим законам, чем у ядра клетки. Однако большинство митохондриальных белков считывается с ДНК в ядре и должно быть транспортировано к митохондриям после синтеза в гиалоплазме – жидкой растворимой части цитоплазмы, заполняющей пространство между органоидами. Митохондриальные белки необходимо четко рассортировать в зависимости от их «места назначения». Мембраны клеточных «электростанций» работают в жестком пропускном режиме: только белок с правильным молекулярным «почтовым адресом» пройдет сквозь центральный вход на внешней мембране митохондрии – комплекс TOM. Помимо молекулярной щели Tom40, комплекс содержит рецепторы – например, Tom22, который, как вышибала в ночном клубе, решает, какие белки он пустит, а какие – нет. В роли «дресс-кода» выступает конкретная структура молекулы.
Белки не просто попадают в митохондрии извне. Гербет открыла, что «турникет на входе» также регулируются клеточными белками. Две киназы делают «ворота» более или менее проницаемые, соединяя фосфат с прекурсором белка Tom22. Катализатором реакции здесь выступает глюкоза – источник пищи и энергии для дрожжей. Клетки дрожжей регулируют энергетический обмен в митохондриях, реагируя на изменения во внешней среде. Когда глюкоза изобильна, поры в мембранах пропускают мало белков (необходимых для выработки энергии) – митохондрии переходят в экономичный режим и клетка получает энергию из гиалоплазмы. Одна из киназ даже встроена непосредственно во внешние мембраны, рядом с комплексом TOM. До этого исследования в митохондриях почти не находили протеинкиназ.
Данные исследования представлены в журнале Cell Metabolism.
По материалам пресс-релиза Фрайбургского университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru