Połączenia crista (CJ) to rurkowate wgłębienia błony wewnętrznej mitochondriów, które łączą wewnętrzną granicę z błoną cristae. mitochondriów, które łączą wewnętrzną granicę z błoną cristae. Te elementy architektoniczne są krytyczne dla funkcji mitochondriów. Białko błony wewnętrznej białko błony wewnętrznej drożdży Fcj1, zwane mitofiliną u ssaków, jest preferencyjnie zlokalizowane w CJ i kluczowe dla ich tworzenia. Tutaj badamy funkcjonalne role poszczególnych domen Fcj1. Najbardziej najbardziej konserwowana część Fcj1, domena C-końcowa, jest niezbędna dla funkcji Fcj1. W przypadku jej braku tworzenie CJ jest silnie upośledzone i nieregularne, a cristae są ułożone w stos. cristae są obecne. Domena ta oddziałuje z pełną długością Fcj1, co sugeruje rolę rolę w tworzeniu oligomerów. Oddziałuje również z Tob55 translokazy błony zewnętrznej β-barrel. białek β-baryłkowych błony zewnętrznej (TOB)/maszyny do sortowania i montażu (SAM) kompleks, który jest wymagany do wprowadzenia białek β-baryłkowych do błony zewnętrznej. błonę zewnętrzną. Asocjacja kompleksu TOB/SAM z miejscami kontaktu zależy od obecności Fcj1. obecności Fcj1. Biogeneza białek β-baryłkowych nie jest znacząco w przypadku braku Fcj1. Jednak regulacja w dół kompleksu TOB/SAM prowadzi do zmiany morfologii cristae i umiarkowanego zmniejszenia liczby CJ. CJs. Proponujemy, aby C-końcowa domena Fcj1 była krytyczna dla interakcji Fcj1 z kompleksem TOB / SAM, a tym samym do stabilizacji CJ w w pobliżu błony zewnętrznej. Wyniki te przypisują nowe funkcje zarówno C-końcowej domenie Fcj1, jak i kompleksowi TOB/SAM. --- Wewnętrzna błona mitochondrialna składa się z dwóch domen, wewnętrznej granicy i błony cristae, które są połączone przez połączenia crista. Mitofilina/Fcj1 była zaangażowana w tworzenie połączeń crista, Istnieją jednak różne poglądy na temat jej funkcji i możliwych białek partnerskich. My donosimy, że mitofilina odgrywa podwójną rolę. Mitofilina jest częścią dużego kompleksu błony wewnętrznej kompleksu błony wewnętrznej i identyfikujemy pięć białek partnerskich jako składniki mitochondrialnego systemu organizacji błony wewnętrznej (MINOS), który jest wymagany do utrzymywania błon cristae połączonych z wewnętrzną błoną graniczną. Dodatkowo mitofilina jest sprzężona z błoną zewnętrzną i promuje import białek przez mitochondrium. import białek poprzez mitochondrialny szlak montażu przestrzeni międzybłonowej. Nasze odkrycia wskazują, że mitofilina jest centralnym składnikiem MINOS i działa jako wielofunkcyjny regulator architektury mitochondriów i biogenezy białek. --- Mitochondrialna błona wewnętrzna zawiera duży kompleks białkowy o kluczowym znaczeniu dla architektury błony, mitochondrialny system organizacji błony wewnętrznej (MINOS). MINOS jest wymagany do utrzymania błon cristae przymocowanych do wewnętrznej błony granicznej poprzez połączenia crista błony granicznej poprzez połączenia crista i oddziałuje z kompleksami białkowymi zewnętrznej błony mitochondrialnej. Aby zbadać, czy interakcje błony zewnętrznej i utrzymanie morfologii cristae są bezpośrednio sprzężone, wygenerowaliśmy mutanty formy mitofiliny/Fcj1 (tworzenie białka połączenia crista 1), głównego składnika składnik MINOS. Mitofilina składa się z kotwicy transmembranowej w błonie wewnętrznej i przestrzeni międzybłonowej. błonie wewnętrznej i domen przestrzeni międzybłonowej, w tym domeny zwiniętej cewki i konserwowanej domeny konserwowaną domenę C-końcową. Usunięcie domeny C-końcowej zakłóciło kompleks MINOS i prowadziło do uwolnienia błon cristae z wewnętrznej błony granicznej. z wewnętrznej błony granicznej, podczas gdy interakcja mitofiliny z translokazą zewnętrznej błony (TOM) oraz maszynerią sortowania i montażu (SAM) zostały wzmocnione. Delecja domeny coiled-coil również zaburzała morfologię kompleksu MINOS i cristae morfologię cristae; jednak interakcje mitofiliny z TOM i SAM były i SAM. Wreszcie, delecja obu domen przestrzeni międzybłonowej zaburzała integralność MINOS, a także interakcje z TOM i SAM. Tak więc domeny przestrzeni międzybłonowej mitofiliny odgrywają różne role w interakcjach z kompleksami błony zewnętrznej i utrzymaniu morfologii MINOS i cristae, wykazując, że kontakty MINOS z TOM i SAM nie są wystarczające do utrzymania architektury błony wewnętrznej. --- System organizujący wewnętrzną błonę mitochondrialną (MINOS) jest konserwowanym dużym hetero-oligomerycznym kompleksem białkowym w wewnętrznej błonie mitochondrialnej, kluczowym dla utrzymania morfologii cristae. Sugeruje się, że MINOS reprezentuje rdzeń rozszerzonej sieci białkowej, która kontroluje funkcje i strukturę mitochondriów. strukturę mitochondriów i został powiązany z kilkoma chorobami człowieka. Przestrzenny rozmieszczenie MINOS w mitochondriach jest jednak źle zdefiniowane. Używając mikroskopii superrozdzielczej ze stymulowanym zubożeniem emisji (STED) i mikroskopii elektronowej immunogold mikroskopii elektronowej, określiliśmy rozmieszczenie trzech znanych ludzkich podjednostek MINOS (mitofiliny, MINOS1 i CHCHD3) w komórkach ssaków. Mikroskopia super-rozdzielczości mikroskopia ujawniła, że wszystkie trzy podjednostki tworzą podobne skupiska w mitochondriach mitochondriach i że MINOS jest bardziej obfity w mitochondriach wokół jądra niż w mitochondriach peryferyjnych. Na poziomie podchondrialnym mitofilina, podjednostka rdzeniowa podstawowa podjednostka MINOS, jest preferencyjnie zlokalizowana w połączeniach cristae. W pierwotnych ludzkich fibroblastach, znakowanie mitofiliną ujawniło regularnie rozmieszczony wzór rozmieszczonych równolegle do powierzchni wzrostu komórek. Sugerujemy, że ten kompleksów MINOS może wyjaśniać obserwowane zjawisko w dużej mierze poziomo ułożonych połączeń cristae, które łączą wewnętrzną błonę graniczną z blaszkowatymi cristae. Obrazy w super rozdzielczości pokazują nieoczekiwanie wysoki poziom regularności w nanoskali rozmieszczenia kompleksu MINOS w ludzkich mitochondriach. ludzkich mitochondriach, wspierając integrującą rolę MINOS w strukturalnej organizacji organelli. organizacji organelli. --- Insulinooporność odgrywa główną rolę w rozwoju cukrzycy typu 2 i otyłości. i otyłości oraz wpływa na szereg procesów biologicznych, takich jak biogeneza mitochondriów. biogeneza mitochondriów. Chociaż dysfunkcja mitochondriów została powiązana z rozwojem insulinoopornością i patogenezą cukrzycy typu 2, dokładny mechanizm łączący te dwa zjawiska nie jest dobrze poznany. Wykorzystaliśmy mysie modele cukrzycy zależnej od otyłości indukowane dietą wysokotłuszczową (HFD). modele myszy z cukrzycą zależną od otyłości, aby uzyskać wgląd w potencjalne szlaki zmienione chorobą metaboliczną i przeprowadziliśmy ilościową analizę proteomiczną mitochondriów wątroby. analizę mitochondriów wątroby. Jak wcześniej donoszono, białka zaangażowane w utlenianie kwasów tłuszczowych, degradację aminokwasów rozgałęzionych, cykl kwasu trójkarboksylowego i fosforylację oksydacyjną były równomiernie regulowane w górę w wątrobie myszy karmionych myszy karmionych HFD w porównaniu z myszami karmionymi normalną dietą. Ponadto, nasze badania wykazały że metabolizm retinolu jest wyraźnie regulowany w dół i mitochondrialny białka strukturalne - składniki mitochondrialnego mostkowania przestrzeni międzybłonowej (MIB) (Mitofilina, Sam50 i ChChd3) oraz białka Tim - niezbędne do importu białek, są znacząco regulowane w górę. importu białek, są znacząco regulowane w górę u myszy karmionych HFD. Badania strukturalne i funkcjonalne na mitochondriach wątroby HFD i normalnej diety ujawniły przebudowę mitochondriów HFD do bardziej skondensowanej formy ze zwiększoną wydajnością oddechową i wyższym poziomem ATP w porównaniu z mitochondriami z normalnej diety. Jest zatem prawdopodobne, że że przebudowa strukturalna jest niezbędna, aby pomieścić zwiększoną zawartość białka w obecności HFD: mechanizm może odbywać się poprzez kompleks MIB promujący tworzenie miejsca kontaktu i połączenia crista, co z kolei ułatwia lipidów i białek.
Które kompleksy białkowe zawierają mitofilinę?
mitochondrialny kompleks łączący przestrzeń międzybłonową (MIB)
mitochondrialny system organizacji błony wewnętrznej (MINOS)
MitOS dla mitochondrialnej struktury organizacyjnej