細胞中新發(fā)現(xiàn)的信號將蛋白質通路設定為線粒體

線粒體通常被描述為人類，植物和動物細胞中的強者; 但他們也履行了許多其他重要職能。細胞內的這些“器官”有一個有趣的過去：它們在十億多年前作為一種細菌出現(xiàn)，它被收養(yǎng)到一個原始細胞中。在進化過程中，原始細菌的幾乎所有基因都已成為細胞核的一部分。其結果之一是線粒體中的大多數(shù)蛋白質構建塊在細胞漿中產(chǎn)生并通過復雜的輸入過程實現(xiàn)。

在兩項新的研究中，由Doron Rapaport教授領導的蒂賓根大學生物化學研究所的研究人員闡明了線粒體細胞器構建過程中提出的許多問題。Monika Sinzel和Kai Stefan Dimmer博士發(fā)現(xiàn)了一種新的蛋白質，它被整合到線粒體外膜中。有趣的是，內膜中的酶在蛋白質的正確定位中起決定性作用。在第二項研究中，Rapaport和他的工作組的另一名成員Tobias Jores與來自法蘭克福和京都的同事合作，發(fā)現(xiàn)了更多關于將β-桶蛋白通過細胞漿轉運并進入線粒體的信號?？茖W家多年來一直在想知道信號是什么樣的。

根據(jù)其類型，細胞具有從少數(shù)到數(shù)百個線粒體的任何東西。除產(chǎn)生能量外，線粒體還在細胞構建塊的產(chǎn)生中起作用，例如氨基酸，核苷酸和鐵硫簇。“今天我們知道它們也是細胞信號網(wǎng)絡中的關鍵參與者。這一作用使線粒體在衰老和程序性細胞死亡等過程中具有特殊意義，”Rapaport說。線粒體中的缺陷可導致多種肌肉，代謝和神經(jīng)退行性疾病。細胞器也在諸如糖尿病，耳聾，失明，癌癥，過早衰老，癡呆和細菌感染的病癥中具有作用。

“從血漿中輸入蛋白質并進入線粒體的右側部分是細胞活力的重要過程，”Rapaport解釋說。他補充說，科學家已經(jīng)知道了導致大部分線粒體蛋白的信號。“但對于重要的β-桶蛋白組而言，情況并非如此，它們被納入線粒體外膜。” Rapaport和Jores使用生化實驗，結構分析和酵母細胞基因操作揭示了這一信號：一種特殊的蛋白質元素，β-發(fā)夾，將β桶蛋白安全地引導至線粒體。

蒂賓根研究人員還在線粒體表面發(fā)現(xiàn)了一種識別β-發(fā)夾信號的受體。京都研究人員研究了這種分子相互作用的結構方面。“我們在法蘭克福的研究合作伙伴表明它是β-發(fā)夾信號而不是其它決定β-桶蛋白的路徑。他們將其置于實際上用于葉綠體的蛋白質 - 細胞光合作用器官 - 但蛋白質是盡管如此傳遞到線粒體，”拉帕波特說。

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