mitokondrion ulomman kalvon permeabilisaatio apoptoosin aikana: viaton sivullisen skenaario

BCL-2-proteiiniperheen jäsenet erotetaan siten, että niissä on enintään neljä erilaista BCL–2-homologista domeenia (nimetty BH1-4).6 yleisesti ottaen ne, jotka sisältävät kaikki neljä verkkotunnuksia (BCL-2, BCL-xL ja MCL-1) ovat antiapoptoottisia, kun taas ne, jotka sisältävät vähemmän ovat proapoptoottisia (kuva 2). Proapoptoottinen ryhmä voidaan jakaa edelleen kahteen ryhmään, multidomaineihin eli BH123-jäseniin kuten BAX ja BAK, ja BH3-vain-proteiineihin, joihin kuuluvat muun muassa BID, BIM ja PUMA. Monidomain proapoptoottiset BCL-2-proteiinit, BAX ja BAK, ilmentyvät konstitutiivisesti ja indusoivat MOMPIA vain apoptoottisten ärsykkeiden jälkeen, mikä viittaa siihen, että ne ovat inaktiivisia ei-optisissa soluissa.7, 8 aktivointi tiettyjen BH3-vain proteiineja tarvitaan BAX tai BAK oligomerisoida ja lisätä vakaasti OMM, tärkeä edellytys MOMP (toisin sytosolinen BAX, BAK on konstitutiivisesti mitokondriaalinen; mutta kuten BAX, lisää kalvoon vain aktivoinnin yhteydessä). Korsmeyer ja kollegat osoittivat, että hiirten solut, joista puuttuu sekä bax että bak, ovat vastustuskykyisiä monenlaisille proapoptoottisille loukkauksille, jotka korostavat näiden proteiinien merkitystä mitokondrioradassa.9 Tämä käy ilmi myös viimeaikaisista tutkimuksista kasvutekijävähemmistöisissä bax / bak-kaksois-knockout-soluissa, joissa selviytymistä ylläpitää merkitty autofagia MOMPIN puuttumisen vuoksi.10 tämä viittaa siihen, että kun permeabilisaatio estyy, solut reagoivat ylläpitämällä minimaalista eloonjäämisastetta, joka on pelastettava kasvutekijän tai ravinteiden uudelleenlisäyksen yhteydessä. Näin ollen, koska multidomains, ja siten MOMP, oletuksena cellular ohjelma on ylläpitää elinkelpoisuutta.

kuva 2

BCL-2-proteiiniperhe. BCL-2-proteiiniperhe jakautuu antiapoptoottisiin ja proapoptoottisiin jäseniin. Antiapoptoottisia jäseniä ovat BCL-2, BCL-xL, A1, MCL-1 ja BCL-w ja niissä on neljä BCL–2-homologista domeenia (nimetty BH1-4). Proapoptoottiset multidomainit (BAX, BAK ja BOK) sisältävät BH1–3-verkkotunnuksia. Vain BH3-proteiinit ovat rakenteellisesti monimuotoisia ja sisältävät vain yhden säilyneen domeenin, BH3: n. Kunkin proteiinin alfa-helices on nimetty ja kunkin BH-domeenin sisältämät alueet on kuvattu lihavoiduilla viivoilla kunkin proteiinin alla. Kunkin proteiinin hydrofobinen karboksyyliterminaalinen transmembraanidomeeni (TM) perustuu silico-ennusteisiin ja/tai rakennetietoihin, eikä sitä välttämättä esiinny jokaisella jäsenellä

kuoleman indusoimiseksi proapoptoottisten monidomaaniproteiinien on aktivoiduttava vain BH3-proteiineilla (Kuva 3a). Viime aikoina on syntynyt hypoteesi, että vain BH3-proteiiniperheen jäsenet voidaan jakaa kahteen erilliseen ryhmään: ”suorat aktivaattorit”, jotka aktivoivat suoraan BAX-tai BAK-yhdisteitä (kuva 3b), ja ”de repressorit” (tai ”herkistäjät”), joiden avulla BAX-tai bak-yhdisteet aktivoituvat sitomalla antiapoptoottiset proteiinit, kuten BCL-xL tai MCL-1, ja jotka mahdollistavat aiemmin estettyjen suorien aktivaattoreiden myöhemmän vapautumisen (Kuva 3c).7, 11 todisteet viittaavat siihen, että vain BH3-proteiinit, BID ja BIM, toimivat liittymällä BAX-ja BAK-proteiineihin, mutta tämä näyttää olevan ohimenevää, koska sitä ei voida havaita pesuaineen puuttuessa. Antiapoptoottiset proteiinit, BCL-2, MCL-1 ja BCL-xL, kuitenkin estävät tätä yhteisvaikutusta sitoutumalla BID-ja BIM-proteiineihin. Muut BH3-vain perheen jäsenet (esim.Noxa, BMF, HRK, BAD ja BIK) eivät pysty aktivoimaan suoraan BAXIA ja BAK: ta, mutta voivat sitoutua BCL-xL: ään, BCL-2: een ja/tai MCL-1: een eriasteisesti. Suora aktivaattori / de-repressorimalli viittaa siihen, että jälkimmäiset proteiinit vapauttavat ANTIAPOPTOOTTISISTA kumppaneistaan BID: tä ja BIM: ää, mikä mahdollistaa bax: n ja BAK: n aktivoinnin epäsuoralla tavalla. Toinen tulkinta näistä tuloksista on kuitenkin se, että vain BH3-proteiinit toimivat antiapoptoottisten BCL-2-perheenjäsenten antagonisteina sen sijaan, että ne sitoutuisivat bax-tai BAK-perheeseen.12 tämä käsite selittää, miksi vain BH3-proteiinien yhdistelmiä tarvitaan solukuoleman indusoimiseksi, koska jokainen osoittaa selektiivisyyttä sitoutumisessa prosurvivalaalisiin kohteisiin. On tärkeää huomata, että suurin osa vain BH3-proteiinikirjallisuudesta perustuu tietoihin, jotka on saatu käyttämällä vain vastaavan proteiinin BH3-peptidiä eikä täyspitkää, biologisesti merkityksellistä proteiinia. Kuten BH3-vain proteiini, p53 voi toimia aktivoida suoraan BAX, vaikka se on myös kuvattu sitoutua BCL-xL ja BCL-2 samanlainen de-repressori BH3-vain proteiini.13, 14, 15 tärkeää on, että koska on kuvattu vain kolme suoraan aktivoivaa proteiinia (BID, BIM ja p53), myös muilla proteiineilla voi olla tämä tehtävä(t).

kuva 3

kaksi proapoptoottisen monidomiiniaktivaation mekanismia vain BH3-proteiineilla. (a) Mompille keskeistä on bax: n tai BAK: n aktivointi ja oligomerisaatio. Nämä proteiinit, kun ne on aktivoitu vain BH3-proteiinilla, luovat OMM: ään ihohuokosia, jotka mahdollistavat intramembraaniproteiinien vapautumisen sytosoliin. (B) suora aktivaattori BH3-vain proteiinit, esimerkiksi BIM ja BID, voivat indusoida bax: n tai BAK: n oligomerisaatiota ja aktivaatiota muiden proteiinien puuttuessa. Lyhytaikainen vuorovaikutus BAX: n tai BAK: n kanssa aiheuttaa mompin ja sytokromi C: n vapautumisen suoraan AKTIVOIVALLA BH3-proteiinilla (BID on esitetty tässä esimerkissä) tai BH3: n alueelta peräisin olevilla peptideillä. (C) vain BH3-proteiinien osajoukko, de-repressorit, ei voi indusoida bax: n tai BAK: n aktivaatiota yksinään. Tässä skenaariossa antiapoptoottinen BCL-2-Proteiini sitoo suoran aktivaattorin BH3-vain proteiiniin. Stressin jälkeen indusoituu de-repressorinen BH3-proteiini joko transcriptionaalisella upregulaatiolla tai translaation jälkeisellä modifikaatiolla, ja tämä proteiini sitoutuu sitten antiapoptoottiseen BCL-2-proteiiniin, joka edistää eristetyn, suoran aktivaattorin BH3-vain proteiinin vapautumista. Tässä esimerkissä BCL-xL sitoo BIM: n ja BAD: n induktio mahdollistaa BIM: n vapautumisen momp: n sitoutumiseen

näin ollen näyttää siltä, että sytosolissa on useita tarkistuksia ja tasapainoja, joissa proapoptoottisten monidomaaniproteiinien aktivointi ei edellytä ainoastaan suoraa AKTIVOIJAA BH3-vain proteiinia, vaan myös antiapoptoottisten proteiinien tukahduttamista.BCL-2-perheenjäsenet ylimääräisillä BH3-vain proteiineilla (ehkä myös transkriptioiden downregulaatiolla tai tehostetulla proteiinin hajoamisella). Mikä on se sitoutumisaskel,joka johtaa MOMPIIN? Onko se bax/BAK: n aktivaatio vai vain BH3-proteiinin toiminnan induktio? Vain BH3-proteiinit aktivoituvat vastauksena erilaisille ärsykkeille, jotka ovat ominaisia kullekin perheenjäsenelle, ja siksi niiden säätelijät toimivat ensisijaisina ”sensoreina” solujen stressille. 22 aktivoituu kaspaasi-8: n, granzyme B: n ja heikommin kaspaasi-2: n ja-3: n pilkkoutuessa, ja se reagoi vastaavasti kuolemanreseptorin stimulaatioon, sytotoksiseen T-lymfosyyttien tappamiseen ja lämpösokkiin.16, 17, 18, 19, 20, 21 BIM taas pysyy solussa toimimattomana sitoutumalla dynein light chain-1: een (DLC1), ja se voi aktivoida monidomaineja vasta sytoskeletonista vapautuessaan.22 muut vain BH3-proteiinit, kuten BAD, aktivoituvat defosforylaatiolla, kun taas PUMA ja Noxa ovat transkriptiomaisesti p53: n ja muiden proapoptoottisten ärsykkeiden säätelemiä.23, 24 antiapoptoottisten BCL-2-proteiinien läsnä ollessa suoran aktivaattorin BH3-vain proteiinia ei yleensä pidetä riittävänä indusoimaan MOMPIA, koska se eristetään antiapoptoottisilla proteiineilla, ja siksi tarvitaan myös yksi tai useampi de repressorista BH3-vain proteiineja. On siis todennäköistä, että samat ärsykkeet, jotka aktivoivat BID: n tai BIM: n, aktivoivat myös sivullisia de repressorisia BH3-vain proteiineja. Esimerkiksi BMF sitoutuu myös myosiinimoottorikomplekseihin (DLC2) ja voi siten havaita samanlaisia sytoskeletaalisia muutoksia kuin BIM.25 pelkän BH3-proteiinin aktivaatio ei kuitenkaan todennäköisesti riitä varmistamaan, että jokainen solu käynnistää MOMPIN. Näin on varmasti monissa ihmisen syövissä, joissa BCL-2 on yliekspressoitu, mikä aiheuttaa resistenssiä kemoterapialle.26 on todennäköistä, että mompin käynnistämiseen tarvitaan useita signalointikaskadeja, ehkä transkription säätelyn ja monimutkaisen translaation jälkeisen modifioinnin (pilkkominen, fosforylaatio jne.). Ottaen huomioon mompin monimutkaisuuden ja peruuttamattomuuden, ehdotamme, että bax: n tai BAK: n hillitön aktivointi on lopullinen sitoutuminen solukuolemaan.

MOMP: (miten) ovatko mitokondriot todella mukana?

määritelmän mukaan MOMP esiintyy OMM: ssä, mutta tämä ei anna meille selitystä sille, miten se tapahtuu. On olemassa erilaisia tapoja, joilla mitokondriot voivat säädellä omaa permeabilisaatiotaan ja nämä ovat peräisin joko IMM: stä tai OMM: stä.

sisäkalvo

sisäkalvo voi joko aiheuttaa mompin tai kontrolloida sitä osallistumalla mitokondrioiden läpäisevyysmurrokseen (mPT).27 mPT-huokos on kompleksi, joka koostuu useista eri proteiineista, mukaan lukien VDAC (jänniteriippuvainen anionikanava), ANT ja syklofiliini D (cypD), jotka ulottuvat IMMs: ään ja Omm: iin, joissa ANT on sisäkalvolla ja VDAC ulommalla kalvolla (Kuva 4a). Tämän huokosen avaaminen mahdollistaa ionien ja muiden pienten molekyylien tulon mitokondrio-matriisiin aiheuttaen matriisin turpoamisen, aiheuttaen OMM: n repeämisen ja siten MOMPIN. MPT-Poren on arveltu olevan vastuussa MOMPISTA tietyissä skenaarioissa, mukaan lukien ER-stressin tai ROS: n olosuhteet. On ehdotettu, että ER-stressin aiheuttaman apoptoosin aikana CA2+ vapautuu ER: stä ja mitokondriot ottavat sen vastaan johtaen sytokromi c: n vapautumiseen ja apoptoosiin. Ca2+: n indusoimaa sytokromi C: n vapautumista mitokondrioista näytti esiintyvän bax: n ja BAK: n puuttuessa (vaikka bax ja BAK saattavat toimia Ca2+: n vapautumisen kontrolloimiseksi ER: stä), mikä viittaa mPT: n huokosvaikutukseen.28 fysiologisissa olosuhteissa ER: stä vapautuvan kalsiumin määrä ei kuitenkaan riitä aiheuttamaan mPT: tä mitokondrioissa, mikä johtaa oletukseen, että Ca2+-indusoitua mPT: tä esiintyy niissä mitokondrioissa, jotka ovat proksimaalisia ER: lle. Jos näin on, niin MOMPIN pitäisi esiintyä näissä asetuksissa vain pienessä mitokondrioiden osajoukossa, ennustetta, jota eivät tue sytokromi C release29, 30: n suorat havainnot (julkaisemattomat havainnot).

Kuva 4

(a) mPT: n pore-mallin Kaavamainen esitys. Hypoteettinen mPT-pore koostuu VDAC -, ANT-ja useista muista proteiineista. Huokosten avaaminen mahdollistaa veden ja ionien tulvan matriisiin, mikä aiheuttaa OMM: n turvotusta ja repeämistä ja todennäköisesti johtaa nekroosiin. MPT: n säätelyyn on ehdotettu erilaisia proteiineja, kuten heksokinaasia (HK) ja PBR: ää. (b) muita proteiineja on ehdotettu säätelemään MOMPIA, erityisesti bax (tai BAK) huokosia, mukaan lukien VDAC2 ja proteiineja, jotka säätelevät mitokondrioiden fissiota ja fuusiota. Lisäksi mitokondriokomponentit voivat itsenäisesti indusoida mompia, mukaan lukien elektroninsiirtoketjun tuottama ROS, mikä voi aiheuttaa mPT-huokosputken avaamisen, mutta yhtä lailla se voi indusoida apoptoosia BH3-proteiinien aktivoituessa sytoplasmassa

viime aikoina useat geneettiset mallit ovat kyseenalaistaneet mPT: n merkityksen mompin yleisinduktorina. ANT näyttää olevan tarpeeton, koska hiiret, joilla ei ole antia, voivat edelleen käydä läpi mPT: n, kun taas solut, joilla ei ole cypd: tä (siksi ei ole mPT: tä), eivät osoittaneet eroa Ca2+: n indusoimassa tai useissa muissa apoptoosin muodoissa, vaikka Ca2+: n aiheuttama nekroosi oli viallinen.31, 32, 33 nämä tulokset ppif KO-hiiristä (cypd: tä koodaava geeni) viittaavat siihen, että mPT: tä ei välttämättä tarvita apoptoosin aikana (ainakin useimmissa tapauksissa) ja sitä esiintyy iskemian ja ROS: n aiheuttaman nekroosin aikana.31 lisäksi, koska mPT on erittäin lämpötilaherkkä, sytokromi c: n koordinoitu vapautuminen eri lämpötiloissa vastustaa kaikenlaista mPT-ketjureaktiota.5, 29 yhdessä nämä tiedot viittaavat siihen, että mPT huokosten, vaikka tärkeä nekroottinen kuolema, ei välttämättä ole tarpeen momp joka tapahtuu aikana mitokondriaalinen apoptoosi (Kuva 4a).

sisäkalvo voi vaihtoehtoisesti kontrolloida MOMPIA säätelemällä OKSFOSSIA (oksidatiivista fosforylaatiota), joka puolestaan säätelee mitokondrioiden transmembraanipotentiaalia (Δψm).34 Δψm: n ylläpitoa tarvitaan monissa mitokondriofunktioissa, kuten proteiinin tuonnissa, ATP: n tuotannossa ja metaboliittikuljetuksen säätelyssä. MOMPIN puhkeamiseen liittyy usein Δψm: n häviäminen, mutta aiheuttaako tämä Δψm: n menetys MOMPIN vai tapahtuuko se MOMPIN seurauksena? Molekyylin hapen epätäydellisen pelkistymisen aiheuttama Δψm: n häiriö OXPHOSIN aikana johtaa ROS: n syntymiseen, joka laukaisee MOMPIN, mutta tämä voi tapahtua ROS: n vuorovaikutuksen kautta toistaiseksi tunnistamattomien sytosolisensorien kanssa. Apoptoosin aikana syntyvän ROS: n aiheuttaa usein kaspaasiriippuvainen pilkkoutuminen hengitysteiden ketjun kompleksin I alayksikössä ja voi siten olla mompin sivutuote eikä aiheuttaja.34, 35 muuten ei ole olemassa pakottavia todisteita siitä, että Δψm: n häviäminen indusoi suoraan MOMPIN, ja OXPHOS voi selvästi jatkua MOMPIN jälkeen, koska kaspaasiaktivaation puuttuessa Δψm: n regeneraation lisäksi solut voivat myös ylläpitää ATP: n tuotantoa.34, 35, 36

ulompi kalvo

pakottavia todisteita siitä, että sisäkalvo (ja itse asiassa matriisi) ei ole välttämätön MOMPILLE ja että MOMP vaatii vain OMM: ää, ovat toimittaneet Kuwana et al.8 käyttäen reduktionistista lähestymistapaa mompin vaatimusten leikkelemiseen, he osoittivat, että mitokondrion kalvossa olevista lipideistä koostuvat unilamellaariset vesikkelit vapauttavat sisältönsä aktivoidun bax: n läsnä ollessa. Määritettyjen liposomien ja rekombinanttien BCL-2-perheen proteiinien käyttö tässä voi edustaa ”yksinkertaistettua” mitokondriota, mikä viittaa siihen, että ainoa mitokondriovaatimus intermembraanisten avaruusproteiinien vapauttamiseksi on kardiolipiini, lipidi, joka on spesifinen mitokondrioiden kalvoille. Koska liposomisisällön vapauttamiseen ei tarvita muita proteiineja, nämä havainnot suosivat mompin mekanismia, jossa aktivoitu BAX (ja/tai BAK) muodostaa huokosen lipidikalvoon, jotta sytokromi c: n vapautuminen olisi mahdollista. Kuitenkin tämä yksinkertaistettu liposomi järjestelmä ei voi tarkasti heijastaa monimutkaisuutta permeabilization prosessi, koska se tapahtuu natiivi OMM ja tietyt ärsykkeet voivat vaatia OMM proteiineja, jotta muodostumista bax / lipidihuokosia. Pesuaineen puuttuessa bax vaatii kalvoja (kardiolipiiniä sisältäviä liposomeja tai mitokondrioita) oligomerisoitumaan ja aktivoitumaan, ja todisteet viittaavat siihen, että BCL-xL estää BAXIA vain samankaltaisten lipidikalvojen läsnä ollessa.8 kardiolipiinin merkitys tässä prosessissa on kuitenkin myös kiistanalainen. Hiivassa kardiolipiiniä ei näytä vaadittavan Baxin aiheuttamaan kuolemaan.37 lisäksi KARDIOLIPIININ esiintymistä tai tarkkaa määrää OMM: ssä ei tiedetä, ja sitä voi olla parhaimmillaan hyvin alhaisilla tasoilla. Immunogold värjäys kokeet viittaavat siihen, että kardiolipiini ulompi kalvo on keskittynyt kontaktipisteissä IMM ja OMM jossa BAX/BID ehdotetaan sitoutua, ja ehkä paikallinen pitoisuus cardiolipin näissä paikoissa voi olla riittävän korkea, jotta sitoutuminen näiden proteiinien.38, 39 vaihtoehtoisesti voi olla OMM-proteiineja, jotka konsentroivat kardiolipiiniä, mikä mahdollistaa aktivoidun BAX: n ja/tai BAK: n lisäämisen OMM: ään välittämään MOMPIA.

on olemassa vielä kaksi mahdollista säätelytasoa, jotka ovat olemassa ehjän OMM: n fysiologisessa yhteydessä (Kuva 4b). Ensinnäkin OMM: ään liittyvät proteiinit BCL-2: n perheenjäsenten lisäksi voivat suoraan säädellä MOMPIA; ja toiseksi ehkä muut OMM: ään liittyvät proteiinit, myös BCL-2: n perheenjäsenten lisäksi, osallistuvat MOMPIIN, mutta eivät säätele prosessia. Esimerkiksi monilla proteiineilla, joiden on kuvattu säätelevän mPT-poreita, on myös väitteitä osallistumisesta mompiin. Tämä on, jos hienovarainen ero, ja ehkä, unohdetaan näkökohta MOMP syntyy. Vaikka OMM: ssä on lukuisia proteiineja, useimpia näistä ei tarvita bax: iin tai BAK: hon permeabiloimaan mitokondrioita. Ulompi kalvo rakkulat valmistettu mitokondriot permeabilize hoidon jälkeen tBID samanlainen kuin ehjä mitokondriot; tämä on riippumaton mPT huokos-toiminto, koska nämä ovat vailla mitokondrion sisäkalvon rakenneosia.8 kuitenkin useiden OMM: n proteiinien arvellaan säätelevän bax-tai BAK-välitteistä permeabilisaatiota, koska niiden on osoitettu olevan yhteydessä viimeksi mainittuihin proteiineihin. Esimerkiksi BCL-2: n, BCL-xL: n, BAK: n ja BAX: n on kaikkien osoitettu sitovan VDAC: tä, vaikka on huomattava, että koska VDAC on OMM: n runsain proteiini, sitoutuminen ei välttämättä ole fysiologista.40, 41, 42, 43 tarkemmin sanoen Korsmeyer ja kollegat ehdottivat, että VDAC2 estää BAK: n aktivoitumista pitämällä BAK: n MONOMEERINA OMM: ssä (kuva 4b).44 vaikka näin voi olla, VDAC2 ei välttämättä tee päätöstä bak: n aktivoimisesta tai inaktivoimisesta, koska tässä skenaariossa se on sytosolinen signaalivaste solustressiin, todennäköisesti vain BH3-proteiini, joka häiritsee VDAC2–BAK-assosiaatiota.

samoin on esitetty, että perifeerinen bentsodiatsepiinireseptori (PBR) salpaa MOMPIN.45, 46 tämä kiinteä kalvoproteiini toimii toiminnallisesti vuorovaikutuksessa mPT-huokoseen ja on ehdotettu mompin estäjä. Silti solukuoleman vaatimukset eivät muutu, sekä solujen stressi että BH3-vain proteiinit ovat välttämättömiä, koska pelkkä farmakologinen esto tai PBR-aktiivisuuden häiriö ei riitä mitokondrioiden proapoptoottisen signaalin lähettämiseen; ja inhibiittorien käyttö ei varmasti heijasta näiden proteiinien fysiologisia toimintoja.46 tällaiset proteiinit (esim. VDAC1/2 ja PBR) voivat liittyä lukuisiin BCL – 2-proteiineihin, mutta mompin signaali ei voi olla peräisin mitokondrioiden sisältä; solun on tuotettava proapoptoottinen viesti, joka syöttää eteenpäin (stressi → solutunnistus → soluvaste → BH3-proteiinien aktivointi → bax/BAK-aktivaatio → momp) mitokondrioiden pinnalle näiden vuorovaikutusten säätelemiseksi.

tällaisen ”rehualan” tilanteen kuvauksessa tarkastellaan AKT: n ja heksokinaasi I / II: n roolia sytokromi C: n vapautumisen estämisessä tietyillä eloonjäämisreiteillä. AKT: n aktiivisuus näyttää olevan tarpeen glukoosin oton ja sen jälkeisen metaboliittikuljetuksen tasapainottamiseksi sekä IMM: n että OMM: n kautta säätelemällä suoraan heksokinaasin ilmentymistä ja lokalisointia OMM: ssä.47, 48 mielenkiintoista on, että AKT-aktiivisuus lisäsi heksokinaasin massaa mitokondrioiden pinnalla, minkä on osoitettu vaikuttavan dramaattisesti VDAC-kanavan toimintaan.Kun soluja hoidettiin heksokinaasi–mitokondrioiden yhdistymistä häiritsevillä aineilla, sytokromi c: n vapautuminen kiihtyi vasta proapoptoottisen stressin lisääntyessä.47 lisäksi on raportoitu bax–translokaation vähenemistä tapauksissa, joissa heksokinaasi-mitokondrioyhdistyminen on ollut pakollista stressin aikana.47 yhdessä tämä osoittaa, että yksinkertainen heksokinaasin poistaminen OMM: stä ei riitä indusoimaan MOMPIA, koska solut eivät vieläkään vapauta sytokromi c: tä stressin puuttuessa, ja että signaalin rekrytoida BAX OMM: ään on oltava peräisin mitokondrioiden ulkopuolelta riippumatta heksokinaasin osallistumisesta.

MITOKONDRIODYNAMIIKASTA vastaa toinen PÄÄVALKUAISLUOKKA, joka sijaitsee OMM: ssä: fuusio – ja fissioproteiinit (Kuva 4b). Mitokondrioiden dynamiikkaa tarvitaan mitokondrioiden jakamiseksi tytärsoluille mitoosin jälkeen ja sen varmistamiseksi, että mitokondrion eheys säilyy mitokondrioiden kalvojen jakautuessa ja sulaessa.49 on olemassa ainakin neljä OMM-proteiinia, jotka mahdollisesti osallistuvat MOMPIIN tai säätelevät sitä: DRP-1 (dynamiiniin liittyvä Gtpaasi), endofiliini B1 (kalvon kaarevuuden määrittämiseen tarvittava lipiditransferaasi), Fis-1 (ja integraalinen OMM-proteiini) ja Fzo1/Mfn1 (suuri transmembraani Gtpaasi).50

tähän mennessä on kuvattu, että BAX ja BAK yhtyvät aktivoituessaan mitokondrioiden scissiopesäkkeisiin, jotka koostuvat minimaalisesti DRP-1: stä ja mitofusiini-2: sta, ja että BAX voi olla fyysisesti vuorovaikutuksessa ENDOFILIINI B1: n kanssa OMM: ssä; kuitenkin DRP-1: n dominanttinegatiiviset muodot, kuten Gtpaasin puutos DRP-1K38A, eivät estä BAX: n translokaatiota sen jälkeen, kun BH3-proteiini on aktivoinut sen.51, 52, 53 taas signaali, joka on vastuussa bax-translokaation edistämisestä OMM: ään, syntyy erityisen solustressin (eli aktivoidun BH3-proteiinien joukon) seurauksena. Mutta, mikä on tarkoitus bax/BAK vuorovaikutuksessa tämän luokan proteiineja? Osallistuvatko nämä proteiinit vain bax: n tai BAK: n ”telakointipisteinä”, vai onko kyseessä mompin aktiivinen säätely? Aktivaation jälkeen BAX: n on kyettävä kohdistamaan sopiva solunsisäinen kalvo (TS.OMM) apoptoottisen kaskadin aktivoimiseksi, ja nämä proteiinit voivat ”telakoida” BAX: n OMM: ään. Jos tämä tulkinta on totta, sitä ei voida laajentaa koskemaan BAK: ta, koska se on perustuslaillisesti OMM: ssä. Ehkä mitokondrioiden dynamiikan säätelijät (kuten DRP-1 tai Fis-1) ovat kuitenkin kehittyneet osallistumaan MOMPIIN ohjaamalla Baxin ja Bakin toimintaa OMM: n sopivalle alueelle mahdollistaen niiden huokosia muodostavan aktiivisuuden. Tässä skenaariossa ehdotettu vuorovaikutus ei itsessään palvele solun päätöstä aiheuttaa MOMPIA, mutta sitä tarvitaan silti. Vastavuoroinen vuorovaikutus on myös raportoitu, jossa antiapoptoottinen BCL-2 jäsenet edistivät remodeling mitokondrioverkoston kautta mitofusin-2 vuorovaikutus, joka johti mitokondrion fuusio ja vähentynyt herkkyys solukuolema.54 tässä skenaariossa osoitettiin, että CED-9, Caenorhabditis elegans BCL-2: n sukulainen, voisi aiheuttaa mitokondrioiden ryhmittymistä. Samanlainen mitokondrioiden uudelleenjärjestely indusoitiin myös pakotetulla BCL-xL-lausekkeella, mikä viittaa siihen, että tämä toiminta voi olla BCL-2-perheen säilyttämä funktio.54

toinen mahdollinen näkökohta tässä skenaariossa liittyy erityiseen lipidivaatimukseen, jonka mukaan BAX (ja oletettavasti BAK) läpäisee OMM: n. Kuten aiemmin, in vitro tiedot viittaavat siihen, että BAX vaatii cardiolipin oligomerisoida ja harjoittaa huokosia muodostavaa toimintaa.8 koska cardiolipin ensisijaisesti paikallistaa IMM, onko fuusio / fissiokone myös säännellä BAX-välitteistä MOMP luomalla sopiva lipidimiljöö kosketuspaikoissa DRP-1: n tai Fis-1: n kanssa? Endophilin B1, lipiditransferaasi, vuorovaikutuksessa BAX ja voi palvella uudelleen jakaa IMM lipidien yhteyttä sivustoja tehokkaan aktivoinnin BAX (ja laajentamalla, BAK).55, 56 jos tätä aktiivisuutta tarvitaan, endofilin B1 voi toimia mompin vilpittömänä säätelijänä, koska sen välttämätön tehtävä voi itse olla mitokondrioiden dynamiikan ja Energetiikan alainen. Kysymys on siitä, auttaako endofilin B1: n säätely koskaan määrittämään, tapahtuuko ja milloin MOMPIA esiintyy.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.