Митохондрии: белки-предшественники, процессинг
Большинство белков-предшественников, кодируемых ядерным геномом, содержат пресиквенс , который протеолитически отщепляется в процессе транслокации или после окончательного вхождения белка в митохондрию ( табл. 1 ). Чаще всего пресиквенс удаляется одноэтапным протеолизом, катализируемым митохондриальной пептидазой процессинга (МРР) [ Neupert W., 1997 , Whelan J., Glazer E., 1997 ]. Процессинг некоторых белков-предшественников происходит в два этапа: сначала МРР отщепляет сигнальный пептид, а затем митохондриальная промежуточная пептидаза (MIP) удаляет последующий октапептид.
МРР всех организмов состоит из двух компонентов: альфаМРР (55 кДа) и бетаМРР (52 кДа) [ Neupert W., 1997 , Whelan J., Glazer E., 1997 ]. Оба компонента гетеродимера МРР необходимы для обеспечения протеолитической активности [ Saavedra-Alanis V.M. et al., 1994 ]. Интересно взаимодействие этих двух компонентов в разных организмах. У дрожжей и млекопитающих МРР - гетеродимер, локализованный в матриксе [ Braun H.P., Schmitz U.K., 1995 , Ou W.J. et al., 1989 ]. В N. crassa альфаМРР и бетаМРР представлены в матриксе как индивидуальные белки, однако основная часть бетаМРР ассоциирована с цитохром-bc1-комплексом и идентична так называемому коровому белку I [ Schlulte U. et al., 1989 ]. В растениях МРР является интегральной частью цитохром-bc1-комплекса или цитохром-c-редуктазного комплекса [ Braun H.P., Schmitz U.K., 1995 , Glazer E. et al., 1994 ].
Известна первичная структура альфаМРР и бетаМРР различных организмов [ Braun H.P., Schmitz U.K., 1995 , Emmermann M. et al., 1993 ]. АльфаМРР, бетаМРР и коровые белки цитохром-bc1-комплекса принадлежат к обширному семейству металлопептидаз . Вполне вероятно, что как коровые белки цитохром-bc1-комплекса, так и субъединицы МРР эволюционировали от общего протофермента [ Braun H.P., Schmitz U.K., 1995 ]. БетаМРР содержит характерный для металлопептидаз мотив HXXEH . Мутации в этом мотиве приводят к потере альфаМРР протеолитической активности [ Braun H.P., Schmitz U.K., 1995 ]. Вероятно, бетаМРР узнает сайты отщепления пресиквенса и представляет их альфаМРР, обладающей основной каталитической активностью [ Yang M. et al., 1988 , Luciano P., Geli V., 1996 ].
MIP , выделенная из митохондрий крысы , также принадлежит к семейству металлопептидаз , она состоит из 710 а.о. и содержит HXXEH-мотив [ Kalousek F. et al., 1992 , Isaya G. et al., 1992 ]. В дрожжах MIP представляет собой белок, состоящий из 722 а.о. Делеция гена, кодирующего MIP , приводит к нарушению дыхания клеток [ Isaya G. et al., 1994 ].
(Более подробно о протеолитическом процессинге белков, импортированных в митохондрии, можно прочитать в обзорах [ Neupert W., 1997 , Whelan J., Glazer E., 1997 , Braun H.P., Schmitz U.K., 1995 , Glazer E. et al., 1994 , Luciano P., Geli V., 1996 ]).
Белок-предшественник транслоцируется через митохондриальные мембраны в развернутом виде. Для нормального функционирования он должен свернуться в нативное состояние. В процессе сворачивания белка- предшественника принимают участие системы шаперонов mtHsp70 / MGE и шаперонинов Hsp60 / Hsp10 , а также пептидилпролил-цис-транс-изомеразы (PPI-азы) .
(Подробно с проблемой сворачивания белков-предшественников в матриксе митохондрий можно ознакомиться в обзорах Нойперта [ Neupert W., 1997 ] и Мартина [ Martin J., 1997 ].
