Gesundheit

Auflösen von protein-Stau am Eingang der Mitochondrien

Die Forschung im Labor der associate professor (Privatdozent) Dr. Thomas Becker an der Universität Freiburg einen Mechanismus entdeckt, löst Blockaden auf protein-highway in Richtung Kraftwerk der Zelle. Die Forscher veröffentlichten Ihre Ergebnisse in der Natur.

Mitochondrien produzieren den Großteil der zellulären Energie und sind daher als genannten Kraftwerken der Zelle. Um Ihre Funktion erfüllen, Mitochondrien angewiesen auf den import von über 1.000 verschiedene Proteine. Diese Proteine werden als Vorläufer synthetisiert, die in das zytosol. Spezifische protein-Maschinen, genannt protein translocases, transport diese Vorläufer-Proteine über die zwei umliegenden Membranen der Mitochondrien. Die translocase of the outer membrane, TOM-Komplex, bildet das Eingangstor für fast alle Vorläufer-Proteine. Ein kleiner Teil der Vorläufer-Proteine können angehalten werden, in der Translokation Kanal des TOM-Komplexes und blockiert die Einfuhr von weiteren Proteinen in die Mitochondrien. Gestörte protein-Translokation in die Mitochondrien ist schädlich für die Zelle und führt zu einer Reihe von zellulären stress-Antworten. Wie die Zelle verhindert, dass eine Ansammlung von solchen verstopft TOM-Komplex ist unklar.

Forscher von der research training group “ 2202 „den Transport Über und In die Membranen“ und dem cluster of excellence CIBSS — Zentrum für Integrative, Biologische signalstudien an der Universität Freiburg entdeckte einen neuen Mechanismus, der löscht TOM-komplexe aus festgefahrenen Vorläufer-Proteine. Christoph Mårtensson aus dem Becker-Labor zeigte, in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Dr. Bettina Warscheid eine Interaktion der protein Ubx2 mit dem TOM-Komplex. Dieser Befund war unerwartet für die Forscher, da Ubx2 bisher gefunden wurde, um die Funktion im Abbau von fehlgefalteten Proteinen aus dem endoplasmatischen Retikulum, einem anderen Zellorganellen. Becker´s team zeigte, dass Ubx2 ist auch in Mitochondrien, wo es bindet an den TOM-Komplex zur Rekrutierung der zytosolischen Cdc48. Cdc48 Befugnisse der Extraktion von angehaltenen-precursor-proteins vom TOM-Komplex und überträgt es auf die zellulären Proteinabbau-Maschinerie, die das Proteasom.

Der Forscher nannte diesen Weg den „Mitochondrien-protein-Translokation-assoziierten degradation“ mitoTAD. Die mitoTAD Mechanismus ermöglicht die effiziente Beseitigung von verstopften Vorläufer-Proteine aus dem TOM-Komplex und sorgt für ungehinderten protein traffic in die Mitochondrien. Da defekte im proteintransport in die Mitochondrien wurden mit neurodegenerativen Erkrankungen, die mitoTAD-Signalwegs könnte neue Einblicke in die molekularen Mechanismen, die zur Entwicklung von Krankheiten.