16.13: 외부 미토콘드리아 막에 포린 삽입

포린은 TOM 복합체를 통해 막간 공간으로 미토콘드리아 외막으로 전위된 베타 배럴 단백질입니다. 포린 전구체는 막간 공간 내에서 TIM 샤페론과 결합하고 외부 미토콘드리아 막의 정렬 및 조립 기계 복합체 또는 SAM 복합체로 안내됩니다.

세 가지 모델은 SAM 복합체에 의한 포린의 조립과 외부 막으로의 삽입을 설명합니다. 모델 1은 친수성 베타-헤어핀이 알려지지 않은 메커니즘에 의해 소수성 지질 이중층에 삽입됨에 따라 포린이 SAM 채널 외부에서 조립된다는 것을 시사합니다. 모델 2와 3에서 전구체는 SAM 채널을 통해 통과되어 멤브레인으로 측면으로 방출됩니다.

모델 2에서는 조립된 베타 배럴 전구체가 SAM50 베타 배럴 림의 가장 낮은 지점 위로 들어 올려집니다. 모델 3은 SAM50 베타 배럴을 여는 데 도움이 되는 가역적 수소 결합 형성 및 중단을 허용하는 SAM50의 첫 번째 베타 가닥과 마지막 베타 가닥 사이의 간격을 제안합니다. 포린 전구체는 개방형 SAM50 내에서 베타 배럴로 조립된 다음 외막으로 측면으로 방출됩니다.

베타 배럴 조립 중에 보조 단백질인 SAM35 및 SAM37도 SAM50과 협력합니다. SAM35는 전구체가 SAM50 채널의 루멘에서 접히는 동안 전구체의 베타 신호와 상호 작용하여 전구체가 세포질로 전달되는 것을 방지합니다. 또한 SAM37은 SAM 복합체를 안정화하고 막 압축을 통해 전구체 방출을 촉진하는 TOM-SAM 초분자 복합체 개발을 돕습니다.

외부 미토콘드리아 막에 포린을 삽입하는 것을 설명하는 세 가지 모델이 있습니다.

첫 번째 모델은 베타 배럴 전구체가 SAM 채널 외부로 접혀 있고 동시에 외막에 삽입된다는 것을 시사합니다.

두 번째 모델은 풀린 전구체가 SAM 채널을 통과한다고 제안합니다. 서브유닛이 조립된 후, 성숙한 포린을 SAM 채널의 가장 낮은 테두리 위로 들어 올린 다음 멤브레인에 삽입합니다.

세 번째 모델은 SAM50이라고 불리는 SAM 복합체의 베타 배럴 소단위체의 구조적 변화를 시사합니다. 전구체 조립 중에 SAM50은 베타 배럴 구조를 펼칩니다.

전구체 베타 헤어핀은 여러 수소 결합을 사용하여 SAM50의 베타 가닥 사이에서 연속적으로 조립됩니다.

수소 결합 파괴는 베타 배럴 구조의 완전한 조립 및 삽입에 필요한 에너지를 제공합니다.

새로 조립된 포린은 SAM50이 닫힌 배럴 형태로 돌아갈 때 외부 미토콘드리아 막으로 방출됩니다.