| 編譯：蔡蝶佳，曹競丹，胡藍允，魏韜，鄭倩望（華南農業大學食品學院）
線粒體生物發生和功能依賴於通過「外膜的轉位酶」（TOM複合物）導入前體蛋白。蛋白質導入的缺陷導致線粒體前體蛋白的積累，其誘導一系列細胞應激反應。然而，在非脅迫條件下從TOM通道中清除被捕獲的前體蛋白的組成型質量控制機制仍然未知。
5月22日，在《Nature》上發表的《Mitochondrial proteintranslocation-associated degradation》文章指出，在釀酒酵母中Ubx2在內質網相關降解中起作用，對於這種質量控制過程至關重要。Ubx2池與TOM複合物結合以募集AAAATP酶Cdc48以從TOM通道中去除被捕獲的前體蛋白。這種線粒體蛋白易位相關降解（mitoTAD）途徑在非應激條件下持續監測TOM複合物，以防止TOM通道被前體蛋白堵塞。mitoTAD途徑確保線粒體保持其完整的蛋白質輸入能力，並保護細胞免受蛋白質轉運到線粒體中所引起的蛋白質毒性應激。
Ubx2與TOM複合物結合
研究者推斷，在非壓力條件下，從TOM通道中清除被捕獲的前體蛋白的因子與轉位酶的核心亞基相互作用。事實上，研究者發現，Ubx2存在於線粒體和內質網，使用蜂窩分餾和螢光顯微鏡對Ubx2的定位標記有綠色螢光蛋白（GFP）【1】，【2】。Ubx2在完整線粒體中的蛋白酶可及性顯示蛋白質定位於外膜。因此研究者得出結論，Ubx2的線粒體庫特異性結合TOM複合物。
將Ubx2導入線粒體
Ubx2含有兩個預測的跨膜區段。研究者調查是否Ubx2導入到經由Tom70和線粒體導入機械（MIM絡合物）線粒體，它們共同促進多面體外膜蛋白的生物合成【3】【4】。實際上，Ubx2和Ubx2-TOM複合物的穩態水平在高度純化的tom70Δ和mim1Δ線粒體中強烈降低，並且在Tom20損失時適度降低。因此研究者得出結論，Ubx2通過Tom70和MIM複合物導入線粒體。
Ubx2將Cdc48募集到TOM複合物中
研究者發現在沒有Ubx2的情況下線粒體相關Cdc48的量減少，他們得出結論，Ubx2特異性地將Cdc48複合物募集到TOM複合物中。另外，呼吸鏈複合物的活性和穩定性的強烈降低ubx2 Δ vms1 Δ線粒體。此外，研究者檢測到泛素化蛋白質的大量增加【5】，並在TOM複合物泛素化蛋白的積累ubx2 Δ vms1 Δ細胞提取物。因此得出結論，Ubx2在線粒體蛋白的質量控制中與Msp1和Vms1功能性連接。
去除TOM捕獲的前體
研究者發現，b 2 -DHFR-HB和b 2 Δ-DHFR-HB前體聚積在TOM複合ubx2 Δ細胞提取物。捕獲的前體跨越TOM通道和內膜TIM23轉位酶，其促進TOM-TIM23超複合物的形成。TOM通道中前體的遏制穩定了Ubx2與TOM複合物的結合，以促進阻塞的易位子的再生。因此研究者得出結論，Ubx2募集Cdc48複合物以從TOM通道中提取被捕獲的前體蛋白。
蛋白質轉運到線粒體中的受損導致前體蛋白質的積累，這可能對細胞有害。然而，據我們所知，以前尚未發現防止前體蛋白質捕獲線粒體蛋白質轉位的監測機制。而在此，研究者的數據顯示mitoTAD維持TOM複合物的全部功能，以便將前體蛋白正確導入線粒體。
參考文獻：
【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】Papi, 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).
中國生物技術網誠邀生物領域科學家在我們的平臺上，發表和介紹國內外原創的科研成果。
註：國內為原創研究成果或評論、綜述，國際為在線發表一個月內的最新成果或綜述，字數500字以上，並請提供至少一張圖片。投稿者，請將文章發送至weixin@im.ac.cn。
本公眾號由中國科學院微生物研究所信息中心承辦
近期熱文
直接點擊文字即可瀏覽！
1、補牙或將成為歷史？
2、科學你慢慢學，中醫我先治病去了
3、科學告訴你應該多久洗一次澡
4、新證據：喝咖啡能延長壽命！
5、據說，這是生物醫學碩士博士生的真實的生活寫照
6、一頓早餐到底有多重要？
7、情商也是把雙刃劍！高情商或讓你更脆弱
8、施一公：壓死駱駝的最後一根稻草，是鼓勵科學家創業！
9、「科學禁食法」真能降低重大疾病風險
10、睡眠科學家揭示出8種睡好覺的秘訣
11、有志者事竟成！2型糖尿病成功被逆轉
12、每周兩半小時，任何形式的鍛鍊都可以使你更長壽
13、喝醉以後，你以為睡一覺就沒事兒了？！
14、仰臥起坐等或將成為延壽運動？
15、冥想、瑜伽、太極等不僅能夠改善身心健康...