Import proteinů do mitosomů Giardia intestinalis

Abstract

Mitochondrie je organela, která vznikla asi před 1,5 miliardami let jedinou endosymbiotickou událostí. Je z velké míry závislá na importu proteinů z cytosolu, proto bylo vytvoření importního systému zásadní k osvojení si nového endosymbionta. Vzhledem k tomu, že dnes neznáme žádné "volně žijící" mitochondrie, či amitochondriální organismy, jsou možnosti studia evoluce mitochondriálního importu značně omezené. Jednou z alternativ je studium sekundární redukce mitochondrií anaerobních parasitických protist. Giardia intestinalis je parazitický bičíkovec žijící v mikroaerofilním prostředí tenkého střeva, který obsahuje jednu z nejvíce redukovaných mitochondrií (mitosom). Proto slouží jako vynikající model pro studium evoluce mitochondrií. Ačkoli jsou všechny mitosomální proteiny transportovány z cytosolu, mechanismus jejich importu není dosud zcela objasněn. Ve vnější membráně mitosomu G. intestinalis se nachází hlavní kanál Tom40, další membránové translokázy (Sam50, který zajišťuje vkládání beta-barelů do vnější membrány a Tim17/22/23 nezbytný k transportu proteinů přes vnitřní membránu) však nebyly dosud popsány. V klasických mitochondriích je transport přes vnitřní membránu poháněn pomocí PAM komplexu a membránového potenciálu. V mitosomech dosud nebyl membránový potenciál naměřen, ve vnitřní...

Mitochondrion is believed to be an ubiquitous organelle which occurred about 1,5 billion years ago by a single endosymbiotic event. Mitochondria is mostly dependent on the protein import from cytosol thus the establishment of protein import machinery was essential for seizing the new endosymbiont. Possibilities of studying the evolution of protein import machineries are quite limited given that no "free living" mitochondria or amitochondriate organisms are known nowadays. One alternative is to study mitochondrial secondary reductive evolution of anaerobic parasitic protists. Giardia intestinalis is flagellated protozoan living in microaerofilic environment of the small intestine. It containes one of the most reduced mitochondrion (mitosome) described so far. Hence it serves as a great model for studying mitochondrial evolution. Although it is well understood that all mitosomal proteins are transported from cytosol, many aspects of protein import pathway remain elusive. While the main channel Tom40 is present in the outer membrane, two other main translocases (Sam50 which is required for betta-barrel assembly in the outer membrane and Tim17/22/23 which is essential for protein translocation through the inner membrane) have not been identified so far. Protein translocation through Tim17/22/23 channel...