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TOM, die Eintrittspforte der Zellkraftwerke

Struktur und Funktionsschritte der Eintrittspforte der Mitochondrien wurden in einer Zusammenarbeit von japanischen und Freiburger Forscherteams aufgeklärt

Die Zellkraftwerke (Mitochondrien) sind lebensnotwendig und besitzen mehr als 1.000 verschiedene Proteine. Fast alle mitochondrialen Proteine werden als Vorstufen im Cytosol hergestellt und müssen in die Zellkraftwerke importiert werden. Die Translokase der Außenmembran (TOM-Komplex) bildet dabei die Eintrittspforte für über 90% der Vorstufenproteine. Die genaue Struktur und Funktionsweise des TOM-Komplexes waren bisher nicht bekannt.

 

In einer intensiven Zusammenarbeit japanischer Arbeitsgruppen um Prof. Toshiya Endo (Kyoto) und der Freiburger Arbeitsgruppen von Prof. Nils Wiedemann, PD Thomas Becker und Prof. Nikolaus Pfanner vom Institut für Biochemie und Molekularbiologie konnte nun eine umfassende Struktur-Funktionsanalyse des TOM-Komplexes erstellt und in der Zeitschrift Nature publiziert werden. Der TOM-Komplex besteht aus zwei Kanälen, mehreren Rezeptoren und kleinen Untereinheiten. Die Importkanäle besitzen mindestens zwei unterschiedliche Transportwege: einen für lösliche Proteine mit abspaltbaren Signalsequenzen und einen für wassermeidende/hydrophobe Proteine mit internen Signalsequenzen. Damit erfolgt die Sortierung der Vorstufenproteine bereits im TOM-Komplex, der die Proteine an weitere Transportkomplexe der Mitochondrien weiterleitet.

 

Der TOM-Komplex stellt somit nicht nur die Eintrittspforte der Zellkraftwerke dar, sondern bildet auch eine entscheidende Sortierungsstation, damit die Vorstufenproteine ihren korrekten Bestimmungsort in den Mitochondrien finden können.

 

Originalpublikation:

 

Araiso, Y., Tsutsumi, A., Qiu, J., Imai, K., Shiota, T., Song, J., Lindau, C., Wenz, L.S., Sakaue, H., Yunoki, K., Kawano, S., Suzuki, J., Wischnewski, M., Schütze, C., Ariyama, H., Ando, T., Becker, T., Lithgow, T., Wiedemann, N., Pfanner, N., Kikkawa, M., and Endo, T. (2019). Structure of the mitochondrial import gate reveals distinct preprotein paths. Nature, epub October 10, 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1680-7

 

Kontakt:

 

Prof. Dr. Nils Wiedemann

Institut für Biochemie und Molekularbiologie

Medizinische Fakultät

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Tel. 0761-203-5280

Email: nils.wiedemann@biochemie.uni-freiburg.de