16.10: 단백질의 미토콘드리아로의 전위

미토콘드리아 전구체는 트랜스로카제라고 불리는 별개의 단백질 기계와 관련된 독립적인 메커니즘을 통해 내부 하위 구획으로 이동됩니다.

외막 단백질 분류:

미토콘드리아 외막 단백질은 막횡단 베타통 포린과 막고정 알파나선형 단백질의 두 가지 유형이 있습니다. 베타통 포린 전구체는 TOM 복합체에 의해 전위되고 SAM 복합체에 의해 외부 미토콘드리아 막으로 삽입됩니다. 대조적으로, 알파나선형 막 고정 단백질은 TOM 복합체에 의해 전위되고 미토콘드리아 수입 복합체에 의해 삽입됩니다.

막간 공간 단백질의 분류:

막간 공간 단백질은 미토콘드리아 막간 공간 가져오기 및 조립 기계 또는 (MIA) 경로를 통해 분류됩니다. MIA40은 MISS/ITS 신호라고 불리는 소수성 막간 공간 정렬 시퀀스의 상류 또는 하류에 있는 특정 시스테인 잔기를 인식하고 결합하는 막간 공간(IMS)의 산화환원효소입니다. MIA40에는 들어오는 전구체의 시스테인 잔기와 티올-이황화물 교환을 촉진하는 산화환원 활성 CPC 모티프가 포함되어 있습니다. Erv1이라고 불리는 이량체 플라빈 의존성 산화환원효소는 MIA40과 협력하여 전구체 시스테인 잔기를 산화함으로써 산화된 전구체를 접고 IMS로 운반합니다. Erv1은 시토크롬 C와 시토크롬 C 산화효소 또는 전자 전달 사슬의 호흡 사슬 IV를 통해 MIA40의 환원된 CPC 모티프에 전자를 전달합니다. Oxidized Mia40은 또 다른 IMS 전구체 수입을 준비하고 있습니다.

내부 막과 기질단백질의 분류:

절단 가능한 N 말단 사전 서열을 갖는 내부 막 단백질은 ATP 의존적 사전 서열 트랜스로케이스 관련 모터(PAM)의 도움을 받아 사전 서열 트랜스로케이스 TIM23을 통해 전위됩니다. 대조적으로, 캐리어 시그니처라고 불리는 내부 수입 신호를 갖는 내막 단백질은 캐리어 트랜스로케이스 TIM22를 통해 전위됩니다. TIM23 또는 TIM22를 거쳐 내막으로의 전좌는 두 가지 별개의 분류 경로, 즉 보존적 수송 경로와 정지 수송 경로를 따를 수 있습니다. 정지-전이 경로에서 내부 소수성 패치가 있는 전구체의 이동은 TIM22/23 채널을 가로질러 차단되고, 이는 내부 막으로 측면으로 방출됩니다. 보존적 경로에서 전구체는 먼저 기질로 이동한 다음 Oxa 단백질에 의해 내막으로 조립됩니다. 그러나 기질을 대상으로 하는 전구체는 기질 처리 펩티다제에 의해 절단됩니다. 일부 전구체는 추가 서열 절단 부위에 따라 미토콘드리아 중간체 펩티다제 또는 내막 프로테아제 I에 의해 추가로 처리됩니다. 처리된 기질단백질은 ATP 가수분해 에너지를 사용하여 샤페로닌에 의해 접히도록 기질으로 방출됩니다.

매트릭스를 표적으로 하는 프리서열을 운반하는 펩타이드는 TOM/TIM 복합체를 통해 스레드됩니다. 미토콘드리아 Hsp70은 TIM 채널을 빠져나갈 때 펩타이드와 결합하여 매트릭스로 이동시키며, 여기서 프리서열은 매트릭스 프로테아제에 의해 절단됩니다.

막간 공간을 표적으로 하는 단백질은 TIM 복합체를 가로지르는 전좌를 중단하는 추가적인 소수성 신호 서열을 전달합니다. 신호 펩티다아제는 소수성 분절을 절단하고 막간 공간에서 활성 단백질을 방출합니다.

대안적으로, 미토콘드리아 막간 공간 어셈블리 40 또는 Mia40 단백질은 전염기서열이 결핍된 막간 공간 단백질을 가져옵니다.

산화된 Mia40은 유입되는 폴리펩타이드의 티올과 일시적인 이황화 결합을 형성하고 초기 펩타이드를 TOM 채널을 통해 끌어당깁니다. 전체 펩타이드가 통과하면 Mia40이 감소합니다.

stop-transfer sequence를 가진 일부 내막 단백질은 정지되어 막에 삽입됩니다. 다른 것들은 먼저 신호 펩티다아제에 의해 처리된 다음 OXA 트랜스로케이스에 의해 인식되어 멤브레인에 포함됩니다.