线粒体蛋白易位相关的降解

来源：中国生物技术网

线粒体生物发生和功能依赖于通过“外膜的转位酶”（TOM复合物）导入前体蛋白。蛋白质导入的缺陷导致线粒体前体蛋白的积累，其诱导一系列细胞应激反应。然而，在非胁迫条件下从TOM通道中清除被捕获的前体蛋白的组成型质量控制机制仍然未知。

Ubx2与TOM复合物结合

研究者推断，在非压力条件下，从TOM通道中清除被捕获的前体蛋白的因子与转位酶的核心亚基相互作用。事实上，研究者发现，Ubx2存在于线粒体和内质网，使用蜂窝分馏和荧光显微镜对Ubx2的定位标记有绿色荧光蛋白（GFP）【1】，【2】。Ubx2在完整线粒体中的蛋白酶可及性显示蛋白质定位于外膜。因此研究者得出结论，Ubx2的线粒体库特异性结合TOM复合物。

将Ubx2导入线粒体

Ubx2含有两个预测的跨膜区段。研究者调查是否Ubx2导入到经由Tom70和线粒体导入机械（MIM络合物）线粒体，它们共同促进多面体外膜蛋白的生物合成【3】【4】。实际上，Ubx2和Ubx2-TOM复合物的稳态水平在高度纯化的tom70Δ和mim1Δ线粒体中强烈降低，并且在Tom20损失时适度降低。因此研究者得出结论，Ubx2通过Tom70和MIM复合物导入线粒体。

Ubx2将Cdc48募集到TOM复合物中

研究者发现在没有Ubx2的情况下线粒体相关Cdc48的量减少，他们得出结论，Ubx2特异性地将Cdc48复合物募集到TOM复合物中。另外，呼吸链复合物的活性和稳定性的强烈降低ubx2 Δ  vms1 Δ线粒体。此外，研究者检测到泛素化蛋白质的大量增加【5】，并在TOM复合物泛素化蛋白的积累ubx2 Δ  vms1 Δ细胞提取物。因此得出结论，Ubx2在线粒体蛋白的质量控制中与Msp1和Vms1功能性连接。

去除TOM捕获的前体

研究者发现，b 2 -DHFR-HB和b 2 Δ-DHFR-HB前体聚积在TOM复合ubx2 Δ细胞提取物。捕获的前体跨越TOM通道和内膜TIM23转位酶，其促进TOM-TIM23超复合物的形成。TOM通道中前体的遏制稳定了Ubx2与TOM复合物的结合，以促进阻塞的易位子的再生。因此研究者得出结论，Ubx2募集Cdc48复合物以从TOM通道中提取被捕获的前体蛋白。

蛋白质转运到线粒体中的受损导致前体蛋白质的积累，这可能对细胞有害。然而，据我们所知，以前尚未发现防止前体蛋白质捕获线粒体蛋白质转位的监测机制。而在此，研究者的数据显示mitoTAD维持TOM复合物的全部功能，以便将前体蛋白正确导入线粒体。

参考文献：

【1】Zahedi, R. P. et al.Proteomic analysis of the yeast mitochondrial outer membrane revealsaccumulation of a subclass of preproteins. Mol. Biol. Cell 17,1436–1450 (2006).

【2】Wang, C.-W. & Lee,S. C. The ubiquitin-like (UBX)-domain-containing protein Ubx2/Ubxd8 regulateslipid droplet homeostasis. J. CellSci. 125, 2930–2939 (2012).

【3】Becker, T. et al. The mitochondrialimport protein Mim1 promotes biogenesis of multispanning outer membraneproteins. J. Cell Biol. 194, 387–395 (2011).

【4】Papić, D., Krumpe, K.,Dukanovic, J., Dimmer, K. S. & Rapaport, D. Multispan mitochondrial outermembrane protein Ugo1 follows a unique Mim1-dependent import pathway. J. Cell Biol. 194, 397–405 (2011).

【5】Tran, J. R. &Brodsky, J. L. The Cdc48–Vms1 complex maintains 26S proteasomearchitecture. Biochem. J. 458, 459–467 (2014).