Se aclara la formación de poros en la membrana mitocondrial

Se considera que las mitocondrias son las plantas de energía de las células y son esenciales para el metabolismo humano. La disfunción del 40% de las proteínas mitocondriales está asociada con enfermedades humanas, por lo que las mitocondrias también desempeñan un papel importante en la investigación médica.

Un proceso previamente inexplicado en el complejo. mitocondrias fue la formación de los poros de sus barriles. Estos se encuentran dentro de la mitocondrial. membrana externa y sirven como portal a través del cual se intercambian sustancias entre las mitocondrias y el agua celular.

Investigadores de la Universidad de Friburgo y de la Universidad de Kioto (Japón) han podido dilucidar el mecanismo de guía mediante el cual se forman los poros mediante experimentos estructurales y funcionales. El estudio del equipo dirigido por el Prof. Dr. Nils Wiedemann y el Prof. Dr. Nikolaus Pfanner de la Facultad de Medicina y el Grupo de Excelencia CIBSS de la Universidad de Friburgo y por el Prof. Dr. Toshiya Endo de la Universidad Kyoto Sangyo ha sido publicado en la revista Naturaleza Biología estructural y molecular.

“Los poros del barril son esenciales para la vida, ya que son indispensables para el intercambio de sustancias dentro de las células”, explica Wiedemann. “Comprenderlos mejor es un elemento importante para la investigación celular básica”.

Similitudes con la estructura de la barrica de vino.

Ya se sabía que los poros cilíndricos de las mitocondrias están formados por una molécula de proteína que para ello hay que doblar hasta 19 veces a través de la membrana exterior. Estas denominadas hebras beta, que atraviesan la membrana exterior, están dispuestas en círculo como las maderas longitudinales o duelas de los barriles que se utilizan en producción de vino, de modo que se forma un poro en la membrana externa mitocondrial. Las proteínas del barril beta se ensamblan mediante la maquinaria de clasificación y ensamblaje (SAM) en la membrana externa mitocondrial.

Funciones de Sam50 y Sam37

Al purificar y dilucidar por primera vez una estructura compleja de proteínas de la maquinaria de clasificación y ensamblaje junto con una proteína del barril beta durante la formación del barril beta, se demostró que la última hebra beta de las proteínas del barril beta se une primero a Sam50 ( una subunidad proteica de la maquinaria de clasificación y ensamblaje) en la membrana externa mitocondrial. Luego, los otros hilos se ensamblan uno por uno. En este proceso, la parte del proteína La cadena de proteínas del barril beta aguas arriba de las hebras es importante no sólo por su función sino también por su ensamblaje.

Por el contrario, la subunidad Sam37 tiene una protuberancia que se extiende hacia la membrana externa mitocondrial, alrededor de la cual se disponen de forma circular las hebras de las proteínas del barril beta. Los experimentos funcionales en los que se eliminó la protuberancia de Sam37 mostraron que la protuberancia es crítica para el cierre del anillo de las proteínas del barril beta. “Esto nos permitió asignar a la subunidad Sam37 una función como fabricante de barriles de cobre para la formación del vital beta-barril membrana proteínas en nuestras plantas de energía celular”, explica Wiedemann.