| Περίληψη |
Η βιογένεση των μιτοχονδρίων βασίζεται σε ειδικά μονοπάτια στόχευσης και εισόδου
πρωτεϊνών, καθώς οι περισσότερες πρωτεΐνες συντίθενται στο κυτταρόπλασμα και
μετέπειτα εισέρχονται στα διαφορετικά διαμερίσματα. Η ανακάλυψη του οξειδωτικού
μονοπατιού αναδίπλωσης πρωτεϊνών στα μιτοχόνδρια, MIA, το 2004 ήταν ένα σημείο
καμπής στην ιστορία των οργανιδίων αυτών. Οι μελέτες που ακολούθησαν εστίασαν
κυρίως στα μικρά τυπικά υποστρώματα του μονοπατιού και στις αλληλεπιδράσεις
των δύο κεντρικών παραγόντων του, τον οξειδωτικά ελεγχόμενο υποδοχέα Mia40 και
την σουλφυδριλοξειδάση Erv1. Μεγάλη πρόοδος έχει σημειωθεί τα τελευταία χρόνια,
καθώς η λίστα των πρωτεϊνών που αξιοποιούν το μονοπάτι επεκτείνεται διαρκώς με
μεγαλύτερα και πιο πολύπλοκα υποστρώματα, συμπεριλαμβανομένου της ίδιας της
Mia40.
Σε αυτή την εργασία, μελετήσαμε τρεις διαφορετικές πρωτεΐνες και την δράση τους
στο διαμεμβρανικό χώρο των μιτοχονδρίων. Στο πρώτο κεφάλαιο, εστιάσαμε στην
οξειδορεδουκτάση Mia40, τα χαρακτηριστικά της ως υπόστρωμα και ορίσαμε με
ακρίβεια τα στάδια βιογένεσης της στο σακχαρομύκητα. Τα αποτελέσματα μας
υποστηρίζουν μια κινητικά συντονισμένη ακολουθία γεγονότων, που συνοψίζεται με
είσοδο του πρόδρομου μορίου στα μιτοχόνδρια, εμπέδωση στην εσωτερική μεμβράνη
μέσω τρανσλοκάσης, αλληλεπίδραση με την ενδογενή ενεργή Mia40 για την
αναδίπλωση του δομικού τμήματος του μορίου και τέλος την οξείδωση του
καταλυτικού κέντρου της από την Erv1. Οι δύο αυτές κινητικά διακριτές
αλληλεπιδράσεις βασίζονται σε εντελώς διαφορετικούς καθοριστικούς παράγοντες,
ενώ η Mia40 παρουσιάζει μια διαφορετική συμπεριφορά σε σύγκριση με άλλα
υποστρώματα που χρησιμοποιούν το μιτοχονδριακό οξειδοαναγωγικό μονοπάτι.
Στο δεύτερο κεφάλαιο, περιγράφεται η μελέτη της υπεροξειδάσης Gpx3 στο
διαμεμβρανικό χώρο. Η πρωτεΐνη αυτή ήταν γνωστό ότι δρα στο κυτοσόλιο ως
αισθητήρας οξειδωτικού στρες και μεταγωγέας του σήματος έναρξης αντιμετώπισης
του. Πρόσφατα δημοσιεύθηκε ότι μπορεί να εντοπιστεί επίσης στο διαμεμβρανικό
χώρο των μιτοχονδρίων χωρίς όμως να έχουν μελετηθεί ή περιγραφεί οι πιθανές
συνθήκες υπό τις οποίες κατευθύνεται εκεί. Τα αποτελέσματα μας υποδεικνύουν ότι
τα μιτοχόνδρια στεγάζουν ένα πιθανό μονοπάτι οξειδοαναγωγικής ρύθμισης, με
βασικό παράγοντα της Gpx3. Στα πλαίσια της μελέτης, αξιολογήσαμε διάφορες αλληλεπιδράσεις εστιάζοντας στον
υποδοχέα του διαμερίσματος, Mia40 χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθόδους (in
vivo, in organello, in vitro) για την οικοδόμηση ενός μοντέλου που θα εξηγεί τον
ρόλο της στα μιτοχόνδρια. Η εργασία αυτή δεν έχει ολοκληρωθεί και αποτελεί
συνεργασία με το εργαστήριο του Chris Grant (University of Manchester) με
πειράματα που έχουν πραγματοποιηθεί από την Παρασκευή Κριτσιλίγκου.
Στο τρίτο κεφάλαιο, εστιάσαμε στην πρωτεΐνη Dre2, της οποίας η δράση στο
κυτοσόλιο σχετίζεται με την ωρίμανση συμπλόκων σιδήρου/θείου. Η τοποθέτησή της
πρωτεΐνης αυτής στο διαμεμβρανικό χώρο των μιτοχονδρίων υποστηρίζεται από δύο
διαφορετικές ερευνητικές ομάδες και ερευνήθηκε περαιτέρω σε αυτή την εργασία.
Επιπλέον, εξετάστηκε η αλληλεπίδραση της με την Mia40, που αποτελεί την δεύτερη
ένδειξη σύνδεσης του μονοπατιού ανταλλαγής δισουλφιδίων με το μονοπάτι εξόδου
συμπλόκων σιδήρου/θείου που φιλοξενείται στο ίδιο διαμέρισμα. Η πρώτη ένδειξη
της συμμετοχής του MIA μονοπατιού στην ωρίμανση των συμπλόκων Fe/S
αποτέλεσε o συσχετισμός της Erv1 με το μονοπάτι εξόδου. Τέλος, σε αυτή την
εργασία θέτουμε τις αρχικές βάσεις για την μελέτη του πιθανού ρόλου της Dre2 ως
μεσολαβητή των δύο μονοπατιών.
|
Βιογένεση πρωτεϊνών και οξειδωτική αναδίπλωση στα μιτοχόνδρια
