Mgr2 in der zentralen Protein-Translokase (TIM23) verlangsamt das Ankommen neuer Proteine in die mitochondrialen Membransysteme. Dies schafft ein Zeitfenster für die Qualitätskontrolle. Ist Mgr2 nicht vorhanden, werden defekte Membranproteine nicht effizient aussortiert.
Fehler beim Aufbau mitochondrialer Membrane führen zu Erkrankungen, da vor allem Muskel- und Nervenzellen nicht mehr ausreichend mit Energie versorgt werden. Die Wissenschaftler Dr. Raffaele Ieva und Dr. Sandra Schrempp um Dr. Martin van der Laan fanden heraus, dass die Protein-Untereinheit Mgr2 im Inneren der Mitochondrien defekte Membranproteine aussortiert und deren Einbau verhindert.
Die Forscher haben gezeigt, mit welchem Mechanismus die Zelle verhindert, dass es zu Fehlern kommt. Die zentrale Protein-Translokase (TIM23) im Inneren der Mitochondrien enthält die Untereinheit Mgr2: Diese verzögert den Transfer neu ankommender Proteine in die mitochondrialen Membransysteme und schafft somit ein Zeitfenster für eine sorgfältige Qualitätskontrolle. In Zellen, die den molekularen Torwächter Mgr2 nicht enthalten, können defekte Membranproteine nicht mehr effizient aussortiert werden. Doch auch der unkontrollierte Einbau intakter Proteine kann Probleme mit sich bringen. Mikroskopische Aufnahme. © Łukasz Opaliński, Universität Freiburg „Für die Aufrechterhaltung der Struktur und Funktion von Mitochondrien ist es unerlässlich, dass bestimmte Proteine in exakt definierten Mengenverhältnissen vorliegen“, erklärt Ieva. „Mgr2 spielt eine wichtige Rolle bei der Einstellung dieses Gleichgewichts.“ Wenn Mgr2 inaktiv sei, würden die Mitochondrien zerteilt. Das sei auch bei Patienten mit schweren neurodegenerativen Erkrankungen zu beobachten. „Unsere Studie trägt zu einem besseren Verständnis der funktionellen Architektur lebender Zellen bei“, sagt van der Laan. „Die Ergebnisse könnten zudem zukünftig bei der Entschlüsselung von Krankheitsmechanismen helfen, die mit Fehlfunktionen der Mitochondrien zusammenhängen.“ Originalpublikation: Mgr2 Functions as Lateral Gatekeeper for Preprotein Sorting in the Mitochondrial Inner Membrane Raffaele Ieva et al.; Molecular Cell, doi: 10.1016/j.molcel.2014.10.010; 2014
