TIM комплекс митохондрий, состав и строение
В отличие от ТОМ-комплекса , включающего только белки внешней мембраны митохондрий, к ТIМ-комплексу относят помимо шести белков внутренней мембраны митохондрий ( Tim23 , Tim 17 , Tim11 , Tim44 , Tim22 и Tim54 ) пять белков межмембранного пространства ( Tim8 , Tim9 , Tim10 , Tim12 и Tim13 ) и два белка матрикса митохондрий ( митохондриальный Hsp70 ( mtHsp70 , Ssc1p ) и MGE ( Mge1p , mGrpE , Yge1p )). Функционально TIM-комплекс подразделяется на два субкомплекса ( рис. 1 и рис. 2 ).
Tim23 [ Dekker P.J. et al., 1993 , Emtage J.L.T., Jensen R.E., 1993 ], Tim 17 [ Maarse A.C. et al., 1994 , Ryan K.R. et al., 1994 ], Tim22 [ Sirrenberg C. et al., 1996 ] и Tim54 [ Kerscher O. et al., 1997 ] являются интегральными белками внутренней мембраны митохондрий.
N-концевой домен белка Tim23 , несущий кластер кислых аминокислотных остатков, экспонирован в межмембранное пространство. С-концевая часть белка гидрофобна и содержит предположительно четыре трансмембранных участка [ Emtage J.L.T., Jensen R.E., 1993 , Kubrich M. et al., 1994 ].
Белок Tim 17 гомологичен гидрофобной части Tim23, вероятно сходно с ним ориентирован в мембране, но не имеет гидрофильного домена [ Dekker P.J. et al., 1993 , Emtage J.L.T., Jensen R.E., 1993 , Maarse A.C. et al., 1994 , Ryan K.R. et al., 1994 , Kubrich M. et al., 1994 ]. Первичная структура Timl7 более консервативна, чем у других субъединиц ТОМ- или TIM-комплексов [ Bomer U. et al., 1996 ].
С-Концевая последовательность Tim22 гомологична последовательностям трансмембранных сегментов Tim23 и Tim 17 [ Sirrenberg C. et al., 1996 ].
Белок Tim11 состоит из N-концевой гидрофобной части и С-концевого гидрофильного сегмента, возможно, локализованного в межмембранном пространстве [ Tokatlidis K. et al., 1996 ]. Интересно отметить, что за исключением С-концевого участка первичная аминокислотная последовательность Tim11 гомологична последовательности e-субъединицы Н+-F0F1ATP-азы митохондрий млекопитающих [ Arnold L. et al., 1997 ]. Tim11 может быть кросс-сшит с белками-предшественниками внутренней мембраны митохондрий и межмембранного пространства [ Pfanner N. et al., 1997 , Tokatlidis K. et al., 1996 ]. Функция этого белка в TIM-комплексе окончательно не выяснена.
Tim44 - гидрофильный белок [ Maarse A.U. et al., 1992 ], он ассоциирован с внутренней мембраной митохондрий и легко экстрагируется в щелочных условиях. Это указывает на то, что он не является классическим интегральным мембранным белком [ Horst M. et al., 1993 , Blom J. et al., 1993 , Schneider H.-C. et al., 1994 ]. С-концевой домен Tim44 экспонирован в межмембранное пространство [ Maarse A.U. et al., 1992 ], в то время как основная часть этого легко диссоциирующего от мембраны белка находится в матриксе митохондрий [ Neupert W., 1997 , Berthold J. et al., 1995 ].
Tim23 и Tim 17 формируют субкомплекс в соотношении 1:1 [ Berthold J. et al., 1995 , Blom J. et al., 1995 ] или 2:2 [ Dekker P.J. et al., 1997 ]. Этот субкомплекс стабилен при добавлении мягких детергентов (например, дигитонина ), но не при солюбилизации мембран октилглюкозидом или Тритон Х-100 . Tim44 ассоциирован с Tim23-Tim17-субкомплексом , но связь между ними очень лабильна [ Blom J. et al., 1995 ].
Tim22 может быть коиммунопреципитирован с Tim54 . Tim22 и Tim54 не взаимодействуют ни с Tim23, ни с Tim 17. Tim22 выделяется в составе высокомолекулярного (300 кДа) субкомплекса, отличного от Tim23-Тim17-субкомплекса [ Kerscher O. et al., 1997 , Sirrenberg C. et al., 1996 ]. Таким образом, мембранные компоненты ТIM-комплекса можно подразделить на два субкомплекса: субкомплекс Tim23-Timl7~Tim44 и субкомплекс Tim22-Tim54 ( рис. 1 и рис. 2 ).
Митохондриальный белок Hsp70 (mtHsp70) принадлежит к большому семейству DnaK/Hsp70-подобных белков . Помимо дрожжей , где он кодируется геном ssc1 , mtHsp70 был обнаружен и в других организмах [ Kang P.J. et al., 1990 ]. MtHsp70 локализован в основном в матриксе, но приблизительно 10% белка находится в комплексе с Tim44 [ Schneider H.-C. et al., 1994 , Rassow J. et al., 1994 ]. Ассоциация/диссоциация комплекса mtHsp70 с ТIМ-комплексом регулируется нуклеотидами.
МGЕ - гидрофильный белок матрикса митохондрий, являющийся гомологом бактериального белка GrpE [ Laloraya S. et al., 1994 , Nakai M. et al., 1994 ]. МGЕ специфически взаимодействует с mtHsp70 [ Bollinger L. et al., 1994 , Miao B. et al., 1997 ] и функционирует как фактор, вызывающий высвобождение нуклеотидов из комплекса с mtHsp70 [ Miao B. et al., 1997 ].
Было показано также участие белков межмембранного пространства Tim8 , Tim9 , Tim10 , Tim12 и Tim13 в процессе импорта непроцессируемых предшественников белков-переносчиков внутренней мембраны митохондрий [ Koehler C.M. et al., 1999 , Koehler C.M. et al., 1998 , Sirrenberg C. et al., 1998 , Koehler C.M. et al., 1998 ]. Эти компоненты TIM-комплекса обладают сходной первичной структурой. Каждый белок содержит мотивы цинковых пальцев с четырьмя остатками цистеина и связывает эквимольное количество Zn2+. Взаимодействие Tim8, Tim9, Tim 10, Tim 12 и Tim 13 с белками-предшественниками зависит от присутствия ионов двухвалентных металлов [ Koehler C.M. et al., 1999 , Sirrenberg C. et al., 1998 , Koehler C.M. et al., 1998 ].
