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Zur Rolle der Translokasen der mitochondrialen Membranen beim Import von Vorstufenproteinen in der Hefe saccharomyces cerevisiae

Thomas Krimmer

ISBN 978-3-89722-557-2
131 pages, year of publication: 2000
price: 40.50 €
Zusammenfassung

Der Transport von mitochondrialen Proteinen in und über die mitochondrialen Membranen wird in der äußeren Membran durch Tom-Proteine vermittelt. In der inneren Membran sind an diesem Prozess Tim-Proteine beteiligt. Da über das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten der Translokasen bislang wenig bekannt ist, wurde dieses in der Hefe Saccharomyces cerevisiae eingehend analysiert.
Zur Untersuchung der Kooperation von Komponenten der Translokase der äußeren Mitochondrienmembran wurde die Biogenese der beiden Proteine Porin1 und Bcl-2 betrachtet. Beide Proteine sind integrale Proteine der äußeren Mitochondrienmembran. Es konnte gezeigt werden, dass Porin1 unter Beteiligung der allgemeinen Importpore (GIP) in die Membran inseriert. Andererseits konnte nachgewiesen werden, dass der Import des Bcl-2 von dieser Pore unabhängig ist. Bcl-2 benötigt lediglich Tom20 für seine Insertion. Dieses ungleiche Verhalten zeigt, dass die Proteine der mitochondrialen Außenmembran auf sehr unterschiedlichen Wegen importiert werden können.
Eine weitere Studie beschäftigte sich mit dem Zusammenwirken von Komponenten der Translokase der inneren Mitochondrienmembran. Die Untersuchung der Bindestelle zwischen dem Hitzeschockprotein mtHsp70 und dem Innenmembranprotein Tim44 ergab, dass die ATPase-Domäne des mtHsp70 notwendig und hinreichend für eine Bindung an Tim44 ist. Die Bindung von mtHsp70 an Tim44 hat einen von der Substratbindung klar differenzierbaren Charakter und erfüllt somit eine wichtige Voraussetzung für das pulling motor Modell. Die Ermittlung der funktionellen Bedeutung des Tim44 ergab, dass eine Inaktivierung von Tim44 neben einer deutlichen Reduktion der Importeffizienz auch eine Beeinträchtigung der intramitochondrialen Faltung importierter Proteine zu Folge hat. Dies ist eine neue, über die Translokation hinausgehende Funktionen des mtHsp70/Tim44-Komplexes. Auch dem Membranpotential Dy konnte ein zusätzlicher, über den elektrophoretischen Effekt hinausgehender Einfluss auf das Sortierungssignal von Intermembranraum-Proteinen zugewiesen werden.

Keywords:
  • Mitochondrium
  • Proteintranslokation
  • Tom-Proteine
  • Tim-Proteine
  • Chaperone

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