16.13: Dış Mitokondriyal Membrana Porin Yerleştirilmesi

Porinler, mitokondriyal dış membrana TOM kompleksi yoluyla membranlar arası boşluğa aktarılan beta-fıçı proteinleridir. Porin öncüleri, membranlar arası boşluk içindeki TIM şaperonlarına bağlanır ve dış mitokondriyal membran üzerindeki Sınıflandırma ve Montaj Makineleri kompleksine veya SAM kompleksine yönlendirilir.

Üç model, porinlerin SAM kompleksi tarafından birleştirilmesini ve bunların dış membrana yerleştirilmesini açıklar. Model 1, hidrofilik beta-saç tokalarının bilinmeyen bir mekanizma ile hidrofobik lipit çift katmanına yerleştirilmesiyle porinlerin SAM kanalının dışında toplandığını ileri sürmektedir. Model 2 ve 3'te öncüller SAM kanalından geçirilir ve yanal olarak membrana salınır.

Model 2'de, birleştirilmiş beta namlu öncüleri, SAM50 beta namlu kenarının en alt noktasının üzerine kaldırılır. Model 3, SAM50'nin ilk ve son beta iplikçikleri arasında, SAM50 beta namlusunun açılmasına yardımcı olmak için tersinir hidrojen bağı oluşumuna ve bozulmaya izin veren bir boşluk olduğunu öne sürüyor. Porin öncüleri açık SAM50 içerisinde beta fıçılarda birleştirilir ve daha sonra yanal olarak dış membrana salınır.

Beta-varil montajı sırasında aksesuar proteinler SAM35 ve SAM37 de SAM50 ile işbirliği yapar. SAM35, öncüllerin SAM50 kanalının lümeninde katlanmaları sırasında beta sinyalleriyle etkileşime girerek öncüllerin sitozole geçişini engeller. Ek olarak SAM37, SAM kompleksini stabilize eder ve membran sıkıştırmasına izin vererek öncü salınımını kolaylaştıran TOM-SAM supramoleküler komplekslerin geliştirilmesine yardımcı olur.

Porinlerin dış mitokondriyal zara yerleştirilmesini tanımlayan üç model vardır.

İlk model, beta-varil öncülerinin SAM kanalının dışına katlandığını ve aynı anda dış zara yerleştirildiğini göstermektedir.

İkinci model, katlanmamış öncünün SAM kanalından geçtiğini önermektedir. Alt birimler monte edildikten sonra, olgun bir porin, SAM kanalının en alt kenarı üzerinden kaldırılır ve daha sonra zara yerleştirilir.

Üçüncü bir model, SAM50 adı verilen SAM kompleksinin beta-varil alt biriminde konformasyonel bir değişiklik olduğunu göstermektedir. Öncü montaj sırasında, SAM50 beta-varil yapısını açar.

Öncü beta saç tokaları, çoklu hidrojen bağları kullanılarak SAM50'nin beta iplikleri arasında art arda birleştirilir.

Hidrojen bağı bozulması, beta-varil yapılarının tam montajı ve yerleştirilmesi için gerekli enerjiyi sağlar.

Yeni monte edilen porinler, SAM50 kapalı namlu konformasyonuna geri döndüğünde dış mitokondriyal zara salınır.