La translocasa de la membrana externa (TOM) es un complejo de proteínas que se encuentra en la membrana mitocondrial externa de la mitocondria . Permite el movimiento de proteínas a través de esta barrera y hacia el espacio intermembrana de la mitocondria. La mayoría de las proteínas necesarias para la función mitocondrial están codificadas por el núcleo de la célula . La membrana externa de la mitocondria es impermeable a moléculas grandes mayores de 5000 daltons . [1] La TOM trabaja en conjunto con la translocasa de la membrana interna (TIM) para translocar proteínas hacia la mitocondria . Muchas de las proteínas del complejo TOM, como TOMM22 , se identificaron por primera vez en Neurospora crassa y Saccharomyces cerevisiae . [2] Muchos de los genes que codifican estas proteínas se designan como genes del complejo TOMM (translocasa de la membrana mitocondrial externa).
El complejo completo de translocasa de proteínas mitocondrial incluye al menos 19 proteínas: varias chaperonas, cuatro proteínas del receptor de importación de la translocasa de la membrana externa (Tom), cinco proteínas del complejo del canal Tom, cinco proteínas de la translocasa de la membrana interna (Tim) y tres proteínas "motoras".
Existen varias vías de importación mitocondrial que facilitan la importación de proteínas precursoras a sus subcompartimentos mitocondriales de destino. HSP90 ayuda a la entrega de la preproteína mitocondrial al complejo TOM en un proceso dependiente de ATP. [3] Muchas proteínas precursoras (aquellas que están destinadas a la matriz) contienen presecuencias amino-terminales que llevan la información requerida para la orientación de las proteínas a la matriz mitocondrial [4] Estas señales de orientación a la matriz generalmente contienen de 10 a 80 residuos de aminoácidos que adoptan la conformación de una hélice anfipática-α [5] y contienen una cara positiva e hidrofóbica. Una vez que el precursor llega a la matriz, la presecuencia generalmente es escindida por la peptidasa de procesamiento de la matriz. [6] Las proteínas dirigidas a otros subcompartimentos de las mitocondrias, como el espacio intermembrana y la membrana mitocondrial interna , contienen señales de orientación internas, estas señales tienen una naturaleza indefinible y son inconsistentes en su patrón. Las proteínas dirigidas a la membrana externa también contienen señales de orientación internas, no todas las cuales han sido identificadas, e incluyen proteínas que adoptan una estructura de barril β, [7] como Tom40. Sin embargo, algunas proteínas que se dirigen a la membrana mitocondrial externa contienen un dominio de cola hidrofóbico que ancla la proteína a la membrana. [8]
La translocasa de la membrana externa (TOM) forma un complejo formado por Tom70, Tom22 y Tom20 , junto con Tom40, Tom7, Tom6 y Tom5. Tom20 y Tom22 son receptores de preproteína, que son responsables del reconocimiento de la presecuencia escindible que poseen las proteínas diana mitocondriales. [9] Tom70 también es un receptor de preproteína y puede reconocer algunas proteínas de presecuencia escindibles, sin embargo, es principalmente responsable del reconocimiento de preproteínas no escindibles y actúa como un punto de unión de chaperonas. [6] [10] Tom22 está anclado a la membrana externa por un solo segmento transmembrana y también desempeña un papel en la estabilización del complejo TOM. [11] Tom40 es el elemento central del complejo de translocasa y forma complejos con Tom22 con una masa de aproximadamente 350 kilodaltons . [12] Forma el canal central conductor de proteínas con un diámetro de aproximadamente 2,5 nm. [12] El Tom22 humano tiene aproximadamente 15,5 kilodaltons y forma complejos con Tom20. [13] El extremo N-terminal de Tom22 se extiende hasta el citosol y está involucrado en la unión de la preproteína. [13]