Митохондрии: рецепторный Тоm20-Тоm22-субкомплекс
Антитела к Тоm20 и Тоm22 в дрожжах и в N. crassa ингибируют импорт большинства белков-предшественников в митохондрии, за исключением некоторых непроцессируемых белков-предшественников (в данном случае предшественником называется не полностью свернутый белок) [ Lithgow Т. et al., 1991 , Coping I.S. et al., 1995 ]. Делеция (в S. cerevisiae ) или деплеция (в N. crassa ) гена, кодирующего Тоm20 , приводит к нарушению строения крист митохондрий , вызывает временное угнетение дыхания и ингибирует импорт процессируемых белков-предшественников [ Moczko M. et al., 1994 , Lithgow Т. et al., 1994 , Harkness Т.А.A. et al., 1994 ]. В то же время делеция или деплеция гена tom20 не оказывает влияния на импорт ATP/ADP-транслокатора, переносчика фосфата и цитохрома c1 [ Moczko M. et al., 1994 , Harkness Т.А.A. et al., 1994 ]. Отсутствие в клетках Тоm20 может компенсироваться сверхпродукцией Тоm70 [ Lithgow Т. et al., 1994 ].
Делеция гена, кодирующего Тоm22 , летальна для клеток дрожжей [ Honlinger A. et al., 1995 , Haucke V., Schatz G., 1997 ]. Суперпродукция Тоm22 уменьшает угнетение дыхания в клетках с делецией гена tom20 [ Honlinger A. et al., 1995 ].
Показано, что белки Тоm20 и Тоm22 способны связываться с белками-предшественниками [ Mayer A. et al., 1995 , Haucke V. et al., 1995 ]. Изолированные цитоплазматические домены белков Тоm20 и Тоm22 также связываются с процессируемыми белками-предшественниками или их пресиквенсами [ Brix J. et al., 1997 ]. Отрицательно заряженные цитоплазматические домены субъединиц Тоm20 и Тоm22 формируют главный структурный элемент цис-сайта ТОМ-комплекса, важного для начального этапа узнавания и связывания пресиквенсов белков-предшественников на внешней мембране митохондрий [ Haucke V., Lithgow T., 1997 , Мауеr A. et al., 1995 ]. Нойперт с соавтю показали, что замена от 2 до 15 (из имеющихся 19) отрицательно заряженных аминокислотных остатков цитоплазматического домена белка Тоm22 на нейтральные не влияет на эффективность связывания и импорта белков-предшественников митохондриями мутантных штаммов N. crassa. Делеция отрицательно заряженного участка цитоплазматического домена субъединицы Тоm22 также не оказывает влияния на импорт. Но в то же время делеция всего этого домена ингибировала импорт. Видимо для связывания и импорта белков-предшественников отрицательный заряд цитоплазматического домена Тоm22 не критичен, однако другие свойства этого домена важны для нормального функционирования Тоm20-Тоm22-рецепторного субкомплекса [ Nargang F.E. et al., 1998 ].
Связь белков-предшественников с цис-сайтом ТОМ-комплекса лабильна и уменьшается в среде с высокой ионной силой [ Endo T. et al., 1996 , Haucke V. et al., 1995 ]. Вероятнее всего, эта связь образуется за счет электростатического взаимодействия кислых аминокислотных остатков цитоплазматического домена белка Тоm20 с положительно заряженной амфифильной альфа-спиралью пресиквенса [ Jansch L. et al., 1998 , Brunner M. et al., 1995 ] и гидрофобного взаимодействия цитоплазматического домена белка Тоm22 с С-концевым участком пресиквенса и N-концевым фрагментом зрелой части белка-предшественника [ Brix J. et al., 1997 ]. Неустойчивый характер связи белков-предшественников с цис-сайтом может быть важен для осуществления дальнейшего включения пресиквенса в транслокационную пору [ Brunner M. et al., 1995 ].
Систематический анализ связывания цитоплазматических доменов рецепторов ТОМ-комплекса с линейными пептидными последовательностями (длиной в 13 а.о.) процессируемого предшественника CoxIV и непроцессируемого предшественника переносчика фосфата был выполнен в лаборатории Пфаннера [ Brix J. et al., 1999 ]. Показано, что цитоплазматический домен белка Тоm20 преимущественно связывает сегменты пресиквенса CoxIV, а домен субъединицы Тоm22 - сегменты С-концевого участка пресиквенса и N-концевого участка зрелого белка. В случае переносчика фосфата домен Тоm20, но не Тоm22, связывал различные пептидные сегменты (как положительно заряженные, так и незаряженные), локализованные внутри молекулы белка-переносчика, но не связывал пептиды из N-концевой части.
