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Translocasa de la membrana externa.

La translocasa de la membrana externa (TOM) es un complejo de proteínas que se encuentra en la membrana mitocondrial externa de las mitocondrias . 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 de más de 5000 daltons . [1] El TOM trabaja en conjunto con la translocasa de la membrana interna (TIM) para translocar proteínas a 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 denominan genes del complejo TOMM (translocasa de la membrana mitocondrial externa).

El complejo completo de proteínas translocasas mitocondriales incluye al menos 19 proteínas: varias chaperonas, cuatro proteínas del receptor de importación de translocasas de la membrana externa (Tom), cinco proteínas del complejo del canal de Tom, cinco proteínas de la translocasa de la membrana interna (Tim) y tres "motoras". "proteínas.

Proteína dirigida a las mitocondrias.

Existen varias vías de importación mitocondrial que existen para facilitar 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 transportan la información necesaria para dirigir las proteínas a la matriz mitocondrial. [4] Estas señales de dirección de la matriz generalmente contienen entre 10 y 80 residuos de aminoácidos que toman en la conformación de una hélice α anfipática [5] y contienen una cara positiva e hidrofóbica. Una vez que el precursor alcanza la matriz, la presecuencia normalmente es escindida por la peptidasa procesadora 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 dirección internas, estas señales tienen una naturaleza indefinible y son inconsistentes en su patrón. Las proteínas dirigidas a la membrana externa también contienen señales de dirección 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 están dirigidas a la membrana mitocondrial externa contienen un dominio de cola hidrofóbico que ancla la proteína a la membrana. [8]

Miembros del complejo

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 preproteínas, que son responsables del reconocimiento de la presecuencia escindible que poseen las proteínas mitocondriales. [9] Tom70 también es un receptor de preproteína y puede reconocer algunas proteínas de presecuencia escindibles; sin embargo, es el principal responsable del reconocimiento de preproteínas no escindibles y actúa como un punto para la unión de chaperonas. [6] [10] Tom22 está anclado a la membrana externa mediante un único segmento transmembrana y también desempeña un papel en la estabilización del complejo TOM. [11] Tom40 es el elemento central del complejo translocasa y forma complejos con Tom22 con una masa de aproximadamente 350 kilodaltons . [12] Forma el canal conductor de proteínas central con un diámetro de aproximadamente 2,5 nm. [12] El Tom22 humano pesa aproximadamente 15,5 kilodaltons y forma complejos con Tom20. [13] El extremo N-terminal de Tom22 se extiende hacia el citosol y participa en la unión de preproteínas. [13]

Proteínas humanas

TOMM22 , TOMM40 , TOM7, TOMM7

Ver también

Referencias

  1. ^ Alberts, Bruce; Alejandro Johnson; Julián Lewis; Martín Raff; Keith Roberts; Peter Walter (1994). Biología molecular de la célula . Nueva York: Garland Publishing Inc. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  2. ^ Seki N, Moczko M, Nagase T, et al. (1996). "Un homólogo humano del receptor de importación de proteínas mitocondriales Mom19 puede ensamblarse con el complejo del receptor mitocondrial de levadura". FEBS Lett . 375 (3): 307–10. doi :10.1016/0014-5793(95)01229-8. PMID  7498524.
  3. ^ Humphries AD, Streimann IC, Stojanovski D, Johnston AJ, Yano M, Hoogenraad NJ, Ryan MT (marzo de 2005). "Disección de la vía de ensamblaje e importación mitocondrial para Tom40 humano". J Biol Chem . 280 (12): 11535–43. doi : 10.1074/jbc.M413816200 . PMID  15644312.
  4. ^ Saitoh T, Igura M, Obita T, Ose T, Kojima R, Maenaka K, Endo T, Kohda D (noviembre de 2007). "Tom20 reconoce presecuencias mitocondriales a través del equilibrio dinámico entre múltiples estados unidos". EMBO J. 26 (22): 4777–87. doi :10.1038/sj.emboj.7601888. PMC 2080804 . PMID  17948058. 
  5. ^ Tokatlidis K, Vial S, Luciano P, Vergnolle M, Clémence S (2000). "Importación de proteínas de membrana en mitocondrias de levadura". Bioquímica. Soc. Trans . 28 (4): 495–9. doi :10.1042/0300-5127:0280495. PMID  10961947.
  6. ^ ab Young JC, Hoogenraad NJ, Hartl FU (enero de 2003). "Las chaperonas moleculares Hsp90 y Hsp70 entregan preproteínas al receptor de importación mitocondrial Tom70". Celúla . 112 (1): 41–50. doi : 10.1016/S0092-8674(02)01250-3 . PMID  12526792.
  7. ^ Bolender N, Sickmann A, Wagner R, Meisinger C, Pfanner N (enero de 2008). "Múltiples vías para clasificar proteínas precursoras mitocondriales". Representante EMBO . 9 (1): 42–9. doi :10.1038/sj.embor.7401126. PMC 2246611 . PMID  18174896. 
  8. ^ Koehler CM, Merchant S, Schatz G (noviembre de 1999). "Cómo viajan las proteínas de membrana a través del espacio intermembrana mitocondrial". Tendencias Bioquímica. Ciencia . 24 (11): 428–32. doi :10.1016/S0968-0004(99)01462-0. PMID  10542408.
  9. ^ Ryan MT, Müller H, Pfanner N (julio de 1999). "Estadificación funcional de la translocación del portador de ADP/ATP a través de la membrana mitocondrial externa". J. Biol. química . 274 (29): 20619–27. doi : 10.1074/jbc.274.29.20619 . PMID  10400693.
  10. ^ Asai T, Takahashi T, Esaki M, Nishikawa S, Ohtsuka K, Nakai M, Endo T (mayo de 2004). "Reinvestigación del requerimiento de ATP citosólico para la importación de proteínas mitocondriales". J. Biol. química . 279 (19): 19464–70. doi : 10.1074/jbc.M401291200 . PMID  15001571.
  11. ^ Endres M, Neupert W, Brunner M (junio de 1999). "Transporte del portador ADP/ATP de las mitocondrias desde el complejo TOM al complejo TIM22.54". EMBO J. 18 (12): 3214–21. doi :10.1093/emboj/18.12.3214. PMC 1171402 . PMID  10369662. 
  12. ^ ab Ahting U, Thieffry M, Engelhardt H, Hegerl R, Neupert W, Nussberger S (2001). "Tom40, el componente formador de poros del canal Tom conductor de proteínas en la membrana externa de las mitocondrias". J. Biol celular . 153 (6): 1151–60. doi :10.1083/jcb.153.6.1151. PMC 2192023 . PMID  11402060. 
  13. ^ ab Yano M, Hoogenraad N, Terada K, Mori M (2000). "Identificación y análisis funcional de Tom22 humano para la importación de proteínas a las mitocondrias". Biol celular mol . 20 (19): 7205–13. doi :10.1128/MCB.20.19.7205-7213.2000. PMC 86274 . PMID  10982837.