细胞中新发现的信号将蛋白质通路设定为线粒体

线粒体通常被描述为人类，植物和动物细胞中的强者; 但他们也履行了许多其他重要职能。细胞内的这些“器官”有一个有趣的过去：它们在十亿多年前作为一种细菌出现，它被收养到一个原始细胞中。在进化过程中，原始细菌的几乎所有基因都已成为细胞核的一部分。其结果之一是线粒体中的大多数蛋白质构建块在细胞浆中产生并通过复杂的输入过程实现。

在两项新的研究中，由Doron Rapaport教授领导的蒂宾根大学生物化学研究所的研究人员阐明了线粒体细胞器构建过程中提出的许多问题。Monika Sinzel和Kai Stefan Dimmer博士发现了一种新的蛋白质，它被整合到线粒体外膜中。有趣的是，内膜中的酶在蛋白质的正确定位中起决定性作用。在第二项研究中，Rapaport和他的工作组的另一名成员Tobias Jores与来自法兰克福和京都的同事合作，发现了更多关于将β-桶蛋白通过细胞浆转运并进入线粒体的信号。科学家多年来一直在想知道信号是什么样的。

根据其类型，细胞具有从少数到数百个线粒体的任何东西。除产生能量外，线粒体还在细胞构建块的产生中起作用，例如氨基酸，核苷酸和铁硫簇。“今天我们知道它们也是细胞信号网络中的关键参与者。这一作用使线粒体在衰老和程序性细胞死亡等过程中具有特殊意义，”Rapaport说。线粒体中的缺陷可导致多种肌肉，代谢和神经退行性疾病。细胞器也在诸如糖尿病，耳聋，失明，癌症，过早衰老，痴呆和细菌感染的病症中具有作用。

“从血浆中输入蛋白质并进入线粒体的右侧部分是细胞活力的重要过程，”Rapaport解释说。他补充说，科学家已经知道了导致大部分线粒体蛋白的信号。“但对于重要的β-桶蛋白组而言，情况并非如此，它们被纳入线粒体外膜。” Rapaport和Jores使用生化实验，结构分析和酵母细胞基因操作揭示了这一信号：一种特殊的蛋白质元素，β-发夹，将β桶蛋白安全地引导至线粒体。

蒂宾根研究人员还在线粒体表面发现了一种识别β-发夹信号的受体。京都研究人员研究了这种分子相互作用的结构方面。“我们在法兰克福的研究合作伙伴表明它是β-发夹信号而不是其它决定β-桶蛋白的路径。他们将其置于实际上用于叶绿体的蛋白质 - 细胞光合作用器官 - 但蛋白质是尽管如此传递到线粒体，”拉帕波特说。

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