Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

Translocase da membrana interna

Translocase da membrana interna
Identificadores
SímboloTim17
PfamPF02466
InterProIPR003397
TCDB3.A.8
OPM superfamily303
OPM protein3awr

A translocase da membrana interna mitocondrial ou TIM (do inglés translocase of the inner membrane) é un complexo proteico que se encontra na membrana mitocondrial interna, que facilita a translocación de proteínas a través da membrana interna da mitocondria, pasándoas á matriz ou inseríndoas na membrana interna. Funciona conxuntamente co complexo TOM, situado na membrana mitocondrial externa; entre os dous poden pasar proteínas desde o citosol ao interior da mitocondria. Existen dous tipos de complexos TIM, chamados TIM23 e TIM22.

O complexo TIM23

Artigo principal: Complexo TIM/TOM.

O complexo TIM23 facilita a translocación á matriz mitocondrial de proteínas destinadas á matriz.[1] Estas proteínas conteñen unha secuencia sinal (ou presecuencia) no seu extremo N-terminal, que despois se elimina. O complexo TIM23 está constituído polas subunidades Tim17, Tim21 e Tim23, as cales se cre que contribúen á formación estrutural do canal de translocación que abrangue todo o grosor da membrana, e Tim44, que é unha proteína periférica de membrana.[2] A unión de Tim44 con Tim23 é feble e está localizada no lado que dá á matriz da membrana interna. Cando se abre o complexo TIM17-23, Tim44 recruta a proteína de choque térmico mitocondrial 70 (hsp70), que despois media a translocación do precursor para o que se necesita hidrólise de ATP.[3] Despois da entrada de proteínas na matriz, a secuencia sinal ou presecuencia é cortada por unha peptidase da matriz e a proteína prégase na súa conformación activa.[4] Ademais, TIM23 envía ao espazo intermembrana proteínas que teñen detrás da secuencia sinal mitocondrial outra secuencia hidrofóbica.[5]

O complexo TIM22

Artigo principal: Complexo TIM/TOM.

O complexo TIM22 é responsable de mediar na integración de preproteínas de transporte destinadas á ubicarse na membrana mitocondrial interna. Estas preproteínas teñen unha secuencia sinal interna (non no extermo). A subunidade Tim22 do complexo TIM22, forma un canal na membrana interna e denomínase translocase do transportador (carrier translocase). A subunidade Tim54 e as pequenas proteínas Tim, Tim9, Tim10 e Tim12 tamén contribúen á formación do complexo TIM22,[6] como tamén Tim18. A función de Tim18 non está clara; porén, crese que xoga un papel na ensamblaxe e estabilización do complexo TIM22, aínda que non está implicada na inserción de proteínas na membrana. Tim54, aínda que non está asociada directamente con Tim22, crese tamén que axuda na estabilidade da Tim22.[7] A diferenza das preproteínas que son clivadas (eliminando a secuencia sinal) despois de que son translocadas a través da membrana externa pola translocase da membrana externa, as preproteínas transportadoras mitocondriais ou carriers únense ao complexo soluble Tim9-Tim10 (o ~95% do cal flota libremente no espazo intermembrana).[8] É posible que este pequeno complexo Tim poida estabilizar os precursores das proteínas transportadoras mitocondriais ao actuar como chaperona e impedir que os precursores hidrofóbicos se agreguen no ambiente acuoso do espazo intermembrana.[9] Unha pequena porción de Tim9 e Tim10 (~5%) ensámblase nun complexo modificado que contén Tim12, na superficie do complexo TIM22.[10] Tim12 está unido á membrana e deste xeito pode actuar como unha molécula de ligazón que se une a Tim9 e Tim10 na superficie do complexo TIM22.[8] A preproteína transportadora que se está a translocar é despois inserida na membrana mitocondrial interna dun modo que depende do potencial electoquímico.[11] O potencial de membrana é necesario tanto para a inserción do precursor na translocase coma para a liberación lateral da proteína na fase lipídica da membrana mitocondrial interna, o cal completa a translocación da proteína. Porén, este proceso dependente do potencial de membrana e ten lugar en ausencia de ATP.[9]

Subfamilias

Proteínas humanas que conteñen este dominio

TIM17A; TIMM17A; TIMM17B; TIMM22; TIMM23;

Evolución

O complexo TIM como tal non ten homólogos en procariotas (aínda que hai homoloxía dalgunhas subunidades con proteínas procarióticas), pero está presente en todos os eucariotas, polo que se cre que apareceu no seu antepasado común que levaba unha "protomitocondria" ancestral.[12] Estudos sobre Tim17 indican que é unha proteína moi conservada na evolución.[13] As proteínas Tim17, Tim22, e Tim23 teñen en común unha topoloxía similar e unha secuencia de aminoácidos homóloga, e presentan semellanza co transportador OEP16 dos cloroplastos, e co compoñente LivH dunha permease procariótica.[14] Tamén se atopou homoloxía no dominio de Tim44 e Tim14 eucarióticas con proteínas de proteobacterias como as chamadas TimA e TimB. As subunidades de TIM puideron ter evolucionado a partir de transportadores de membrana de péptidos e aminoácidos bacterianos.[15]

Notas

  1. ↑ Sirrenberg C, Bauer MF, Guiard B, Neupert W, Brunner M (1996). "Import of carrier proteins into the mitochondrial inner membrane mediated by Tim22". Nature 384 (6609): 582–5. PMID 8955274. doi:10.1038/384582a0. 
  2. ↑ Dekker PJ, Martin F, Maarse AC, Bömer U, Müller H, Guiard B, Meijer M, Rassow J, Pfanner N (1997). "The Tim core complex defines the number of mitochondrial translocation contact sites and can hold arrested preproteins in the absence of matrix Hsp70-Tim44". EMBO J. 16 (17): 5408–19. PMC 1170172. PMID 9312000. doi:10.1093/emboj/16.17.5408. 
  3. ↑ Gabriel K, Egan B, Lithgow T (2003). "Tom40, the import channel of the mitochondrial outer membrane, plays an active role in sorting imported proteins". EMBO J. 22 (10): 2380–6. PMC 155987. PMID 12743032. doi:10.1093/emboj/cdg229. 
  4. ↑ Liu Q, Krzewska J, Liberek K, Craig EA (2001). "Mitochondrial Hsp70 Ssc1: role in protein folding". J. Biol. Chem. 276 (9): 6112–8. PMID 11096111. doi:10.1074/jbc.M009519200. 
  5. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002. en liña Transporte de proteínas ás mitocondrias e cloroplastos
  6. ↑ Paschen SA, Rothbauer U, Káldi K, Bauer MF, Neupert W, Brunner M (2000). "The role of the TIM8-13 complex in the import of Tim23 into mitochondria". EMBO J. 19 (23): 6392–400. PMC 305865. PMID 11101512. doi:10.1093/emboj/19.23.6392. 
  7. ↑ Mühlenbein N, Hofmann S, Rothbauer U, Bauer MF (2004). "Organization and function of the small Tim complexes acting along the import pathway of metabolite carriers into mammalian mitochondria". J. Biol. Chem. 279 (14): 13540–6. PMID 14726512. doi:10.1074/jbc.M312485200. 
  8. ↑ 8,0 8,1 Gebert N, Chacinska A, Wagner K, Guiard B, Koehler CM, Rehling P, Pfanner N, Wiedemann N (2008). "Assembly of the three small Tim proteins precedes docking to the mitochondrial carrier translocase". EMBO Rep. 9 (6): 548–54. PMC 2427372. PMID 18421298. doi:10.1038/embor.2008.49. 
  9. ↑ 9,0 9,1 Wiedemann N, Frazier AE, Pfanner N (2004). "The protein import machinery of mitochondria". J. Biol. Chem. 279 (15): 14473–6. PMID 14973134. doi:10.1074/jbc.R400003200. 
  10. ↑ Bolender N, Sickmann A, Wagner R, Meisinger C, Pfanner N (2008). "Multiple pathways for sorting mitochondrial precursor proteins". EMBO Rep. 9 (1): 42–9. PMC 2246611. PMID 18174896. doi:10.1038/sj.embor.7401126. 
  11. ↑ Endres M, Neupert W, Brunner M (1999). "Transport of the ADP/ATP carrier of mitochondria from the TOM complex to the TIM22.54 complex". EMBO J. 18 (12): 3214–21. PMC 1171402. PMID 10369662. doi:10.1093/emboj/18.12.3214. 
  12. ↑ Pavel Dolezal, Vladimir Likic, Jan Tachezy, Trevor Lithgow. Evolution of the Molecular Machines for Protein Import into Mitochondria. [1] Arquivado 30 de decembro de 2013 en Wayback Machine.
  13. ↑ Ulf Bömera, Joachim Rassowa, Nicole Zufalla, Nikolaus Pfannera, Michiel Meijerb, Ammy C. Maarseb. The Preprotein Translocase of the Inner Mitochondrial Membrane: Evolutionary Conservation of Targeting and Assembly of Tim17. Journal of Molecular Biology. Volume 262, Issue 4, 4 October 1996, Pages 389–395. [2]
  14. ↑ Joachim Rassow1, Peter J.T Dekker, Sandra van Wilpe, Michiel Meijer, Jürgen Soll. The preprotein translocase of the mitochondrial inner membrane: function and evolution. Journal of Molecular Biology. Volume 286, Issue 1, 12 February 1999, Pages 105–120. [3]
  15. ↑ Clements, Abigail; Bursac, D; Gatsos, X; Perry, AJ; Civciristov, S; Celik, N; Likic, VA; Poggio, S et al. (2009). "The reducible complexity of a mitochondrial molecular machine". Proceedings of the National Academy of Sciences 106 (37): 15791–15795. Bibcode 2009PNAS..10615791C. DOI:10.1073/pnas.0908264106. PMC 2747197. PMID 19717453.

Véxase tamén

Outros artigos
Kembali kehalaman sebelumnya